[发明专利]光耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光耦合器，特别是一种高工作电压的光耦合器。

背景技术

光耦合器(Photo-coupler)为一种电路安全装置，可借由发光晶片与光感晶片的相互搭配，进行电转光、光再转为电的转换。借此，光耦合器可以避免因仅使用电路进行直接的电性连接，来源端之电信号发生突波、不稳定等状况，使接收端的电路产生如烧毁或无法正常运作的情形。

如图1所示，现有光耦合器1包含一发光晶片12及一光感晶片13上下相互对置。发光晶片12及光感晶片13由一内封装体15所包覆，此内封装体15为一绝缘层，可使发光晶片12及光感晶片13间无法导电。内封装体15的外部以一不透光的外封装体16所包覆，一般呈黑色，适以隔绝并吸收内、外部的光线。当一输入电信号传输至发光晶片12时，发光晶片12可将输入电信号转换为一光束14a，光感晶片13接收光束14a后，便可进一步将光束14a转换为一输出电信号，进而发挥电转光而光再转为电的转换，以发挥电路安全装置角色的作用。

其中，外封装体16为隔绝内、外部的光线，而必须于塑胶基材中加入大量填料(filler)使其呈黑色，而加入填料将大幅改变外封装体16的热膨胀系数。因此，内封装体15也必须加入适当量的填料，使内封装体15的热膨胀系数接近外封装体16，以避免内封装体15与外封装体16的热膨胀系数差异过大，造成于运作时温度上升，使内封装体15与外封装体16变形破坏。因此，内封装体15通常呈白色并且其透光率被迫降低。然而，低透光率的内封装体15进一步造成发光晶片12及光感晶片13距离无法过大，否则将使发光晶片12所发出的光束14a在穿透内封装体15时耗损过大，光感晶片13无法接受足够的光束14a，以正常将光信号转换为电信号。

承上所述，现有光耦合器1在绝缘电压(V_ISO)实质上小于或等于5000伏特的作业环境下，为避免出现尖端放电的现象，发光晶片12与光感晶片13间的最短距离实质上必须至少介于0.4毫米(mm)至0.6毫米(mm)之间。然而，一旦作业环境的工作电压实质上需要高于8000伏特(Volt)时，依安全规定则发光晶片12与光感晶片13间的最短距离实质上必须大于3.0毫米(mm)，且其爬电距离(creepage distance)实质上必须大于8.0毫米(mm)。在上述工作环境下，现有光耦合器1将会因为内封装体15的透光率过低，使发光晶片12所发出的光束14a耗损过大，光感晶片13无法正常将光信号转换为电信号，而无法胜任于该作业环境。

有鉴于此，提供一可在高工作电压环境下使用的光耦合器，为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光耦合器，适可于一高电压的作业环境下使用，并且同时避免光耗损过大、无法正常工作的情形。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光耦合器，包含一发光晶片、一光感晶片、一透明内封装体及一外封装体。发光晶片及光感晶片均朝一方向设置，并分别发出一光束及接收光束。透明内封装体包覆发光晶片与光感晶片，而外封装体包覆透明内封装体，并在透明内封装体与外封装体之间形成一介面，适于反射光束。其中，透明内封装体形成一邻设于发光晶片的反射曲面，并且反射曲面借由外封装体的包覆，适可反射并聚集光束的一第一部分至光感晶片。

由上述可知，本发明的光耦合器可借由增加发光晶片与光感晶片间的距离，使其可于一高工作电压的环境下运作，并避免尖端放电现象产生，且借由透明内封装体、外封装体与反射曲面的设置，使光束第一部分、光束第二部分及光束第三部份的传输效率不至因发光晶片与光感晶片间距离的增加而降低。

附图说明

图1为现有光耦合器的剖面侧视示意图；

图2为本发明光耦合器的剖面底视示意图；

图3为本发明光耦合器的剖面侧视示意图；及

图4为本发明的透明内封装体的立体示意图。

主要元件标号说明：

1      光耦合器      12     发光晶片

13     光感晶片      14a    光束

15     内封装体      16     外封装体

2      光耦合器      211    方向

22     发光晶片      23     光感晶片

24a    第三部分光束  24b    第二部分光束

24c    第一部分光束  25     透明内封装体

251    反射曲面      26     外封装体