CN113219602A - 一种光耦合器 - Google Patents

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温术来
于树永
赵寰宇
范家斌
卢江
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Abstract

本发明提供的光耦合器，应用于电力电子技术领域，该光耦合器包括发光器、受光器、第一光线调节器和感光元件，发光器在通电时产生出射光线，第一光线调节器将出射光线调节为第一入射光线和第二入射光线，受光器基于第一入射光线输出工作电流，确保光耦合器的正常工作，在此基础上，感光元件基于第二入射光线输出检测电流。本发明提供的光耦合器能够提供用于检测运行状态的检测电流，有助于实现对光耦合器进行高效的检测，并且能够在不影响光耦合器运行状态的前提下及时判断光耦合器是否存在异常。

Description

一种光耦合器
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种光耦合器。
背景技术
光耦合器是一种以光为媒介来传输电信号的器件，现有技术中的光耦合器由发光器和受光器构成。当光耦合器输入端加电时，发光器发出光线，受光器接收光线之后就会相应的产生电流，并从输出端输出，从而实现了“电—光—电”转换。由于光耦合器具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上具有广泛的应用。
然而，由于现有技术中的光耦合器通常把发光器与受光器封装在同一管壳内，检测人员难以对光耦合器的工作状态进行检测，无法及时判断光耦合器是否存在异常。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光耦合器，能够提供用于检测光耦合器运行状态的检测电流，简化光耦合器的检测，及时判断光耦合器是否存在异常，具体方案如下：
本发明提供一种光耦合器，包括：发光器、受光器、第一光线调节器和感光元件，其中，
所述发光器在通电时产生出射光线；
所述第一光线调节器将所述出射光线调节为第一入射光线和第二入射光线；
所述受光器基于所述第一入射光线输出工作电流；
所述感光元件基于所述第二入射光线输出检测电流。
可选的，所述第一光线调节器包括分束镜。
可选的，本发明提供的光耦合器还包括：第二光线调节器，其中，
所述第二光线调节器设置于所述第一光线调节器与所述感光元件之间；
所述第二光线调节器将所述第二入射光线调节为预设数量的检测光束。
可选的，所述感光元件基于所述检测光束生成检测电流。
可选的，所述第二光线调节器包括光栅。
可选的，所述出射光线为散射光；所述光耦合器还包括：第三光线调节器，其中，
所述第三光线调节器设置于所述发光器与所述第一光线调节器之间；
所述第三光线调节器将所述出射光线调节为平行光。
可选的，所述第三光线调节器包括凸透镜。
可选的，所述发光器包括发光二级管。
可选的，所述受光器包括光敏半导体管和光敏电阻中的一种。
基于上述技术方案，本发明提供的光耦合器，包括发光器、受光器、第一光线调节器和感光元件，发光器在通电时产生出射光线，第一光线调节器将出射光线调节为第一入射光线和第二入射光线，受光器基于第一入射光线输出工作电流，确保光耦合器的正常工作，在此基础上，感光元件基于第二入射光线输出检测电流。在实际应用中，检测人员可以将电流采集设备与感光元件相连，采集感光元件输出的检测电流，并根据检测电流判断光耦合器是否异常，因此，本发明提供的光耦合器能够提供用于检测运行状态的检测电流，有助于实现对光耦合器进行高效的检测，并且能够在不影响光耦合器运行状态的前提下及时判断光耦合器是否存在异常。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光耦合器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种光耦合器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的再一种光耦合器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种光耦合器的结构示意图，本发明实施例提供的光耦合器包括发光器10、受光器20、第一光线调节器30和感光元件40，其中，
发光器10的输入端作为光耦合器的输入端，接收前级电路的电信号，并在在通电时产生出射光线。进一步的，第一光线调节器30位于发光器10和受光器20之间，第一光线调节器30用于将出射光线调节为第一入射光线(图中以L1示出)和第二入射光线(图中以L2示出)。可选的，第一光线调节器30可以选用分束镜实现，通过分束镜实现对出射光线的分束处理，得到第一入射光线和第二入射光线。
进一步的，受光器20在接收到第一入射光线之后，基于第一入射光线输出工作电流，即由图1中所示的A、B端输出，实现电-光-电的转换过程，实现光耦合器的既定功能。
在此基础上，感光元件40布设于第二入射光线的传播方向，并在接收到第二入射光线之后，基于第二入射光线输出检测电流。在实际应用中，检测人员通过感光元件40的输出端，即图1中所示的C、D端，即可采集相应的检测电流，进而根据采集结果判断光耦合器的工作状态。
综上所述，本发明实施例提供的光耦合器在能够实现光耦合器的既定功能的前提下，还能够提供用于检测运行状态的检测电流，有助于实现对光耦合器进行高效的检测，并且能够在不影响光耦合器运行状态的前提下及时判断光耦合器是否存在异常。
可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种光耦合器的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，本实施例提供的光耦合器还包括第二光线调节器50。
如图2所示，第二光线调节器50设置于第一光线调节器30和感光元件40之间，第二光线调节器50可以将前述第二入射光线调节为预设数量的检测光束(图中以L3示出)，相应的，感光元件40基于检测光束生成检测电流。
可选的，第二光线调节器50可以选用光栅实现。光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一条狭缝。光通过光栅形成明暗条纹图像，当入射光发生改变、环境温度变化引起光栅形变等情况时，均可引起明暗条纹图像的变化。通过设置光栅，可以使得检测光束的变化更为明显，进而使得检测电流相应的出现更为明显的变化，有助于提高检测精度和灵敏度。
可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的再一种光耦合器的结构示意图，在图2所示实施例的基础上，本实施例提供的光耦合器还包括第三光线调节器60。
如图3所示，第三光线调节器60设置于发光器10与第一光线调节器30之间，第三光线调节器60主要用于将发光器10生成的散射光调节为平行光，提高光线传播的效率。
可选的，第三光线调节器60可以选用凸透镜实现，基于凸透镜的基本原理可知，在实际应用中，应将发光器10设置于凸透镜的焦点位置，从而通过凸透镜将发光器10生成的出射光线转换为平行光，进而以平行光传递至第一光线调节器30。
综上，本实施例提供的光耦合器，在能够实现图1所示实施例的功能的前提下，还包括第二光线调节器和第三光线调节器，通过第二光线调节器和第三光线调节器可以进一步提高检测效率和检测精度。
可选的，在上述任一实施例中，发光器可以基于发光二级管实现，具体的，可以是红外线发光二级管。而受光器则可以是光敏半导体管和光敏电阻中的一种。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光耦合器，其特征在于，包括：发光器、受光器、第一光线调节器和感光元件，其中，
所述发光器在通电时产生出射光线；
所述第一光线调节器将所述出射光线调节为第一入射光线和第二入射光线；
所述受光器基于所述第一入射光线输出工作电流；
所述感光元件基于所述第二入射光线输出检测电流。
2.根据权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，所述第一光线调节器包括分束镜。
3.根据权利要求1或2任一项所述的光耦合器，其特征在于，还包括：第二光线调节器，其中，
所述第二光线调节器设置于所述第一光线调节器与所述感光元件之间；
所述第二光线调节器将所述第二入射光线调节为预设数量的检测光束。
4.根据权利要求3所述的光耦合器，其特征在于，所述感光元件基于所述检测光束生成检测电流。
5.根据权利要求3所述的光耦合器，其特征在于，所述第二光线调节器包括光栅。
6.根据权利要求3所述的光耦合器，其特征在于，所述出射光线为散射光；所述光耦合器还包括：第三光线调节器，其中，
所述第三光线调节器设置于所述发光器与所述第一光线调节器之间；
所述第三光线调节器将所述出射光线调节为平行光。
7.根据权利要求6所述的光耦合器，其特征在于，所述第三光线调节器包括凸透镜。
8.根据权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，所述发光器包括发光二级管。
9.根据权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，所述受光器包括光敏半导体管和光敏电阻中的一种。
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