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1、 分类号 密级 UDC 学 位 论 文 高压隔离线性光电耦合组件研究高压隔离线性光电耦合组件研究 （题名和副题名） 张亮张亮 （作者姓名） 指导教师姓名 刘永智刘永智 教授教授 电子科技大学电子科技大学 成都成都 （职务、职称、学位、单位名称及地址） 申请学位级别 硕士 硕士 专业名称 光学工程光学工程 论文提交日期 2005.5 论文答辩日期 学位授予单位和日期 电子科技大学电子科技大学 答辩委员会主席 评阅人 2005 年 月 日 注 1 注明国际十进分类法 UDC的类号 电子科技大学硕士学位论文 I 摘 要 目前光电耦合器正在朝着高速、高线性、高压、宽带、小型化方向发展，光电耦合器因其良
2、好的性能和抗干扰能力而被广泛地应用于输入和输出信号的电气隔离。与其它实现模拟信号线性隔离的方法相比，高压隔离线性光电耦合组件构成的隔离电路具有电路简单、成本低、隔离效果好、线性度高，传输信号频带较宽等特点。 高压隔离线性光电耦合组件是一种可用于高压条件下对信号进行线性隔离传输的新型光电耦合器，它可在高压环境中作隔离器件应用，代替高隔离电压变压器。它的研制成功可扩大光电耦合器在连续模拟信号传输领域的应用。 本文在对三极管输出型光电耦合器和线性光电耦合器的结构特点、封装特点、参数特性以及典型应用作了较为详细分析和讨论的基础上，比较深入地论述了高压隔离线性光电耦合组件的研制过程。 对组件的工作原理进
3、行了描述并对组件中用到的关键部件的性能指标及其选择进行了总结分析。 特别是对组件的结构设计、线性光耦的设计、阻容参数的设计、隔离特性参数设计和工艺设计进行了重点讨论。由于组件最重要的特点是具有高压、高线性，为此，仔细分析了组件的高压隔离原理，对组件及线性光耦部分的非线性度进行了详细的分析。在结构上，组件采用了混合集成电路方式，最后给出了研制结果，对主要特性参数和曲线进行了分析，并对实验结果进行了数据处理和讨论。实验证明此组件具有结构简单、精度高、线性度好的优点。 目前，高压隔离高线性度光电耦合组件国内无其他单位研究，国外也只仅查到类似结构低隔离电压的产品的资料。 作者期望本文研究工作能够对模拟
4、信号的线性隔离技术起到积极的作用，为高压隔离线性光电耦合组件的开发提供参考。 关键词：高压隔离， 线性， 带宽， 绝缘材料 论文作者签名： 电子科技大学硕士学位论文 II Abstract Presently, optocoupler is advancing to the direction of high speed, high linearity, high voltage, broad band and miniaturization. optocouplers are widely used in the electric isolation of input and output
5、signals thanks to its excellent performance of anti-jamming. Compared with other methods to realize linear isolation of analog signals, the isolation circuit which is composed of high-voltage isolation linear optocouper module takes the advantage of simpleness, low cost, good performance of isolatio
6、n, high linearity and broad band to transfer signals. The high voltage linear isolation optocoupler module is a new type of optocoupler that can be used in the linear isolation and transmission of signals under the circumstance of high voltage and therefore replace the transformer with high isolatio
7、n voltage. Its realization can enlarge the use of optocoupler in the field of analog signals transmission. After discussing the structure, encapsulation, parameter characteristic and type application of the audion model optocoupler and linear model optocouplers, the paper specifies the manufacture p
8、rocess of the high-voltage linear isolation optocoupler module relatively thorough, especially for parameter design, structure design, technics design and linear optocoupler design of the module. It also works over the working principle of the module and presents an analysis of the performance and c
9、hoice of the main parts of the components. High voltage and high linearity are the most important characters of the components, so this paper also offers a detailed analysis of the theory of high-voltage isolation and the non-linearity of the linear optocoupler. On the construct, the hybrid integrat
10、ed circuit is adopted in the device. Finally, the main parameter characteristic and curve are analyzed in this paper, the results of the experiment are discussed and the data from the experiment is analyzed. The experiment proves that the device offers many virtues such as simple structure, high pre
11、cision and fine linearity. The conclusions in this paper are achieved from theory analysis and experiments. We hope that these conclusions are useful to the prospective analog signals isolation. Key Words: high voltage isolation, linearity, bandwidth, insulated material 电子科技大学硕士学位论文 III 目 录 摘 要. I Abstract.II 目 录.III 第一章 引言.1 1.1 课题研究背景、目的及其意义.1 1.2 国内外发展动态及其趋势.3 1.3 本文主要研究内容.4 第二章 光电耦合器件模拟信号隔离原理.6 2.1 三极管输出型光电耦合器.7 2.1.1 工作原理.7 2.1.2 基本参数.7 2.1.3 参数和特性说明.9 2.1.4 结构特点.10 2.1.5 封装特点.
