1. 光耦隔離的基本原理
光耦(Optocoupler / Opto-isolator)是靠光傳遞訊號,不靠電氣直接導通。
它的結構通常是:- 輸入端:LED(發光二極體)
- 輸出端:光敏晶體管、光敏二極體、或光電達林頓放大器
當輸入端有電壓/電流,LED 發光,輸出端的光敏元件被驅動 → 電氣信號被「複製」出來,但兩端沒有直接電氣連接。
2. 為什麼阻值不會被改變
(1) 與 SCADA 的連接方式
- EDC 接感測器訊號的時候,輸入端不是「直接並聯」一顆電阻去吸電流,而是接到光耦的 高阻抗輸入電路。
- 這個輸入電路設計成等效阻抗極高(例如 >1MΩ),對於信號源來說,等效於「沒有負載」。
(2) 電流極小
- 光耦的 LED 啟動需要的電流非常小,通常在 微安到毫安級。
- 對於 SCADA 端的感測器訊號(例如 4-20mA 或 0-10V),這個額外的取樣電流可忽略不計。
(3) 單向傳遞,無回灌
- 光耦是單向的,LED 發光之後,輸出端是光響應,沒有電氣回路「倒流」到 SCADA。
- 所以即使 EDC 壞了,光耦的隔離機制也能保證不會把雜訊或異常電壓傳回 SCADA。
3. 與「電阻並聯」的差異
- 普通並聯:等效阻抗會下降,導致 SCADA 量測誤差(例如 10kΩ 並聯 10kΩ → 變 5kΩ)。
- 光耦隔離:輸入阻抗極高(等效開路),對 SCADA 幾乎沒有影響,就像用電壓表量測一樣。
4. 工程現場常見比喻
- 直接並聯 = 兩個人同時喝一瓶水 → 水流分岔,味道變了。
- 光耦隔離 = 在水管上裝一個「光學流量感測器」 → 讀到水流數據,但完全不取水。
✅ 結論:
光耦隔離之所以不會改變阻值,是因為它不是直接電氣並聯,而是透過 高阻抗輸入 + 光信號傳遞 + 單向隔離 的方式,把訊號複製出來。對 SCADA 來說,它就像是「沒有負載的觀測器」,所以不會影響閉環控制的穩定性。