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技术文档

光电隔离

光电隔离的适用范围和特点

YUTONG的各系列四线制安全栅 (隔离器) 中的开关信号的隔离,均采用光电隔离方式。YUTONG 较早的数字式仪表亦采用光电隔离方式(PWM)对模拟信号进行隔离。

光电耦合器适于开关信号隔离。     将模拟信号的幅值在单片机内转换成为开关信号(PWM部件),用一个周期内的开关时间的比例表示模拟信号大小, 可实现模拟信号的光电隔离。设置的周期越长,分辨率越高, 当一个周期内的时间间隔为20000个时,输出电流的分辨率为1μA( 14位DA的分辨率),如果转换以1秒周期的极低速进行,每一个时间间隔为50/2=25μS, 已超过高速光耦的极限值。光电隔离的转换速度和分辨率取决于光耦的速度,为加速光耦,需成倍加大光耦的功耗,不利于整机散热,其效果也是有限的。

转换周期和分辨率跟系统功能安全直接关联,周期时间越短,实时性越强,以保证控制系统不会使用错拍信号;分辨率越高,信号的真实度越高,以保证控制系统本身的分辨率有效 。基本要求是简单的:   1, 转换仪表的采样周期要低于系统 控制本身的周期, 2,转换仪表的分辨率要高于控制系统的分 辨率。

YUTONG的各系列通用安全栅/隔离器用14位DA替换了PWM形式的数模转换器,整机转换周期缩短到200mS, 分辨率1.25μA,可满足大部分系统的要求。即使这样, 上述各系列通用仪表仍然存在采样周期不够短的的问题,不能彻底排除跟系统本身采样周期错拍的可能性。因此建议,在系统功能安全要求高的部位,使用无周期的,连续的相同功能的模拟仪表,在显示记录等与功能安全无关联环节,合理使用上述通用仪表。

模拟量光电隔离原理图 

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开关量光电隔离原理图

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