Wie funktionieren Optokoppler und galvanische Isolationsbausteine?

摘要

Wenn Elektronik in Kontakt mit Menschen oder hohen Spannungen kommen kann, ist eine galvanische Isolation gefragt. Die Kommunikation zwischen zwei Schaltungen muss dann über die Isolationsbarriere hinweg erfolgen, die einen direkten Stromfluss zwischen den Schaltungen ausschließt. Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurden die bisher üblichen Optokoppler zusehends durch siliziumbasierte Isolationsbausteine verdrängt. Nachfolgend zeige ich, wie sich beide Lösungen unterscheiden. Bei einem Optokoppler erfolgt die Signalübertragung auf optischem Weg: eine LED sendet Licht aus, das von einem Photodetektor empfangen wird. Beide Bauteile sind mitsamt dem Ausgangstreiber in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das gleichzeitig für die gewünschte Isolation zwischen Ein- und Ausgang sorgt (Bild 1).