オプトアイソレータとは何か

オプトアイソレータとは何ですか？

オプトアイソレータの定義

オプトアイソレータ（別名：オプトカップラーまたは光アイソレータ）は、光を使用して2つの孤立した回路間で電気信号を転送する電子部品として定義されます。

動作原理

入力回路は可変電圧源とLEDで構成されています。出力回路はフォトトランジスタと負荷抵抗で構成されています。LEDとフォトトランジスタは外部干渉を防ぐために光密閉パッケージに収められています。

入力電圧がLEDに適用されると、入力信号に比例して赤外線を発します。この光は絶縁バリアを通過し、逆バイアスされたフォトトランジスタに当たります。フォトトランジスタは光を電流に変換し、これが負荷抵抗を通って流れ、出力電圧を作り出します。この出力電圧は入力電圧に反比例します。

入力回路と出力回路は絶縁バリアによって電気的に隔離されており、最大10 kVの高電圧と最大25 kV/μsの電圧変動に耐えられます。つまり、入力回路のサージやノイズは出力回路に影響を与えたり損傷させたりすることはありません。

電気的絶縁

オプトアイソレータは絶縁バリアを使用して入力回路と出力回路間に電気的絶縁を提供し、高電圧と電圧変動から保護します。

• オプトアイソレータのパラメータと仕様

• 電流伝送比（CTR）

• 絶縁電圧

• 入力-出力キャパシタンス

• スイッチング速度

オプトアイソレータの種類

• LED-フォトダイオード

• LED-LASCR

• ランプ-フォトレススターペア

応用分野

• パワーエレクトロニクス

• 通信

• 計測

• 安全

利点

• 入力回路と出力回路間に電気的絶縁を提供します。

• 高電圧または高電流を防止します。

• 低電圧または低電流回路への損傷や干渉を防止します。

• 異なる電圧レベル、接地ポテンシャル、またはノイズ特性を持つ回路間での通信を可能にします。

• 高速スイッチングとデータレートに対応できます。

欠点

• トランスフォーマーやコンデンサなどの他の絶縁方法と比較して、帯域幅と直線性が制限されています。

• 温度や経年劣化により、時間とともに性能が低下することがあります。

• 電流伝送比と入力-出力キャパシタンスの変動により、精度と安定性に影響を与えることがあります。

結論

オプトアイソレータは、光を使用して孤立した回路間で電気信号を転送する有用なデバイスです。電気的絶縁を提供し、高電圧を防止し、電気ノイズを取り除き、互換性のない回路間の通信を可能にするなど、多くの利点があります。一方で、帯域幅の制限、経年劣化、性能の変動、スイッチング速度などの欠点もあります。オプトアイソレータは様々なパラメータと仕様を持っており、これらが異なるアプリケーションにおける適切さを決定します。オプトアイソレータはパワーエレクトロニクス、通信、計測、安全、その他の分野で広く使用されています。