[发明专利]具有补偿电路的光隔离器

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及隔离器。更明确地说，本发明涉及具有补偿电路的光隔离器。

背景技术

电化隔离器提供在两个电路必须另外彼此电隔离时用于在控制系统中将信号从一个电路移动到另一个电路的手段。通常，两个电路在不同电压下操作且因此必须电隔离。举例来说，考虑其中5V电池供电的控制器板经配置以控制在240V下操作的电机电路的应用。在此实例中，将240V电机电路与5V控制器电路电隔离同时准许5V控制器电路发送信号或接收来自240V电机电路的信号是必要的。在此类型的应用中，当准许信息在两个电路系统之间进行交换时，隔离器可用于提供电压及噪声隔离。光隔离器(还称为光耦合器)是最常使用的电化隔离器中的一者。

通常，光隔离器包括光学发射器及光学接收器。随时间推移，可发生降级且从光学发射器所发射的光学信号可变弱，且最后光学发射器可未能起作用。对于许多控制系统，此些光学部件的故障可是易受损的且可是危险的，这是因为控制系统可依靠光学信号来控制快速地移动电机或机器部件。可期望采取预防性步骤以在完全故障之前替换所述部件或处理降级以延长光隔离器的寿命。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于将电输入信号与电输出信号电隔离的光隔离器。所述光隔离器包括：光学发射器，其经配置以响应于所述电输入信号而在至少多个固定预定接通周期内产生所发射光；光学接收器，其接近于所述光学发射器而布置以接收所述所发射光的第一部分且经配置以响应于所述所发射光而产生所述电输出信号；计数器，其经配置以响应于所述光学发射器的经扩展使用周期而递增地计数；及补偿电路，其经配置以在所述计数器超过预定计数值时将补偿信号发送到所述光学发射器及所述光学接收器中的至少一者；其中所述预定经扩展使用周期实质上比所述多个固定预定接通周期长。

本发明的另一方面涉及一种电控制系统。所述电控制系统包括：第一控制电路，其经配置以产生第一信号；光学发射器，其耦合到所述第一控制电路且经配置以响应于所述第一信号而在至少多个固定预定接通周期内产生所发射光；第二控制电路；光学接收器，其耦合到所述第二控制电路，用于接收所述所发射光的指示所述第一信号的一部分；计数器，其经配置以在所述光学发射器的经扩展使用周期之后递增地计数；触发产生器，其经配置以在所述计数器超过预定计数值时产生触发信号；及补偿信号产生器，其耦合到所述触发产生器且经配置以响应于所述触发信号而将补偿信号发送到所述光学发射器及所述光学接收器中的至少一者；其中所述预定经扩展使用周期实质上比所述多个固定预定接通周期长。

本发明的又一方面涉及一种用于将电输入信号与电输出信号电隔离的光隔离器。所述光隔离器包括：光学发射器，其经配置以响应于所述电输入信号而在至少固定预定接通周期内产生所发射光；光学接收器，其接近于所述光学发射器而布置以接收所述所发射光的第一部分且经配置以响应于所述所发射光而产生所述电输出信号；及开关电容器电路，其具有用于根据光发射器裸片的使用而递增地存储电荷的电容器及经配置以在所述电容器中所存储的所述电荷超过预定值之后将所述电容器复位的开关；递增计数器，其经配置以在将所述开关复位时递增地计数；存储器，其用于存储所述递增计数器的值；及控制电路，其经配置以在所述递增计数器的所述值超过预定计数时产生触发信号。

附图说明

图式中以实例方式而非以限制方式图解说明说明性实施例。贯穿所述说明及图式，类似元件符号可用于识别类似元件。出于说明性目的，所述图式有助于理解且可不按实际比例绘制。

图1图解说明具有补偿电路的光隔离器的框图；

图2A图解说明具有存在于光发射器裸片及光电检测器裸片两者中的补偿电路的光隔离器的框图；

图2B图解说明图2A中所展示的光隔离器的电路图；

图2C图解说明图2B中所展示的电路图的时序图，其中展示触发产生器的操作；

图2D图解说明图2B中所展示的电路图的时序图，其中展示驱动器补偿电路及阈值补偿电路如何响应于触发产生器；

图2E图解说明图2B中所展示的电路图的时序图，其中可将光源接通达非固定时间周期；

图3图解说明光隔离器封装的横截面图；

图4A图解说明电控制系统的框图；

图4B图解说明展示在电机控制系统中使用图4A中的电控制系统的框图；

图4C图解说明图4A中所展示的电控制系统的电路图；且

图4D图解说明图4C中所展示的电路图的时序图。

具体实施方式