[发明专利]具有印刷电路板隔离的光学隔离器

说明书

提供了一种光学隔离器。所述光学隔离器包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。印刷电路板具有仅部分地贯穿印刷电路板的凹槽。第一光电元件具有有效表面，相对印刷电路板的第一表面进行安装。第二光电元件具有有效表面，相对第二表面进行安装。第二光电元件配置为与第一光电元件交互。第一和第二光电元件中的至少一个的有效表面至少部分地置于所述凹槽中。将印刷电路板的一部分夹在第一和第二光电元件之间。

技术领域

本发明涉及具有印刷电路板隔离的光学隔离器。

背景技术

称作光隔离器、光耦合器、或光电耦合器的光学隔离器是使用电磁谱的不同频率在两个隔离电路之间传送电信号的电学布置。电路之间的隔离防止将在一个电路中引起或另外存在大电压或电流传送或耦合到另一电路中。典型的光学隔离器无法在电路之间传送可测量的功率，但可以在隔离电路之间传递信号。可以认识到，光学隔离器广泛用于需要隔离的多种电子器件中。

采用光学隔离器的特定电子设备被称作为现场设备(field device)。工业过程控制和测量系统针对多种目的使用现场设备。通常，这种现场设备具有现场强化的外壳(enclosure)，使得可以安装在较为恶劣环境的户外，能够承受温度、湿度、振动和机械冲击的气候极限。现场设备典型地在相对低功率下进行操作。例如，一些现场设备当前可用于：从已知的操作在相对低电压(12-42VDC)下的4-20mA环路接收它们的所有操作功率。

现场设备操作的环境有时可以是非常易燃的。一些环境可以是非常易燃的，μ焦耳范围内消耗能量的火星或甚至电子组件足够高的表面温度足以引起局部空气燃烧并演变为爆炸。将这些区域称作Hazardous、Classified或Ex区域。作为防止不期望燃烧的方法，固有安全规范发展为现场设备的受限能量和温度的措施。符合固有安全要求帮助确保即使在故障条件下，电路或设备本身无法引燃易燃的环境。

能够用来符合固有安全标准的一种技术在于具有物理障碍的分隔组件。分隔量依赖于用于形成物理障碍的特定材料。如果障碍根据固有安全标准分隔，则光学隔离器可以用于在障碍上发送数据。

发明内容

提供了一种光学隔离器。所述光学隔离器包括印刷电路板，该印刷电路板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面。印刷电路板具有仅部分地贯穿印刷电路板的凹槽。第一光电元件具有有效表面，并且相对印刷电路板的第一表面进行安装。第二光电元件具有有效表面，并且相对第二表面进行安装。第二光电元件配置为与第一光电元件交互。第一和第二光电元件中的至少一个的有效表面至少部分地位于所述凹槽中。印刷电路板的一部分夹在第一和第二光电元件之间。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一对光耦合器的图示。

图2是示出了根据本发明实施例的用于针对光耦合器在印刷电路板中产生精确间隔的优选布置的图示。

图3是指示相邻光耦合器之间串扰的电势的一对光耦合器的图示。

具体实施方式

根据本发明的实施例，光电发射器和光电检测器(例如IR光电二极管)在印刷电路板的相对侧上间隔开。印刷电路板的一部分物理分隔光电发射器和光电检测器。光电发射器和光电检测器使用印刷电路板本身作为固体绝缘进行操作以形成光耦合器。如果光电发射器和光电检测器不是紧密耦合的组件，例如，单个集成电路(IC)封装，则无需考虑用于组件保护的60079-11要求。将印刷电路板材料本身用作组件之间所需的必然间隔。因此，消除了保护组件的需要，从而减少了组件数量、大空间需求和成本。此外，部分10.11中规定的许多其它测试不再可应用，所以还显著地减少了测试工作。