电子元器件篇—光耦

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一、光耦的原理及作用

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根据上图可以发现，光耦的使用原理与三极管是非常的相似，差别在于，三极管传输是电流和他的放大倍数，而光耦传输的是光（用CTR曲线表示）。正因为光耦用光传输，因此他具有电信号隔离作用。

隔离：隔离是硬件上经常提到的一类功能，主要是防止相互干扰的作用。很多场合都要求多个设备或者多个电路之间要彼此隔离，防止串扰。因此就要用到隔离器件。

3 o" N" r  T, P- S5 H, m常用的隔离方式一般分为三类：光隔，磁隔，容隔。其中以光隔和磁隔为主，代表性的就是光耦和继电器。一个是把电信号转化为光，一个是转化为磁。因此实现电气隔离。

0 d0 c/ y, I1 Z" `  [- n二、光耦的分类

1、线性光耦
3 E  F) X* l& K! i; k9 q
: M) Q1 ^) s+ N( R线性光耦是一种用于模拟信号隔离的光耦器件，和普通光耦一样，线性光耦真正隔离的是电流。线性光耦能够保护被测试对象和测试电路，并减小环境干扰对测试电路的影响。

原理：线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的。这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。

5 j. a! L! d. P2、非线性光耦
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) P; e8 ?% M3 l3 r非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。 常用的4N系列光耦属于非线性光耦

这个线性还是非线性取决于CTR是否呈线性，一般用于模拟信号，数字信号一般很少去看
3 M0 y1 r1 r/ v8 Y3 p4 q
线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有杰出的线性度，特别是在传输小信号时，其沟通电流传输比（ΔCTR=ΔIC/ΔIF）很接近于直流电流传输比CTR值。

* z$ p* J2 Q4 u" `: O: r' r三、光耦的参数
/ w( U9 V) A# W8 F6 T
5 \; v1 S6 Q, I光耦的技术参数首要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反
向击穿电压V（BR）CEO、集电极-发射极饱满压降VCE（sat）。此外，在传输数字信号时还需考虑上升时刻、下降时刻、延迟时刻和存储时刻等参数。


CTR受温度，IF，VCE，批次都有关系，因此要保留足够的余量。实际上可以算一下。一般输入电流在5-10mA经验值，要根据具体的实际需求进行选择
8 U4 p& e( \# ~5 n6 z1 p; `
+ b9 a. G0 t; T% ?+ _6 bIc≤If*CTR

如果我们应用光耦是隔离开关作用，只要让输出工作在饱和区就可以了。参数留有余量，一般不会有什么问题。

四、常用的光耦型号
6 Z" l2 r) T; o
  y  h0 p& A+ N* C* zPC817，TLP521，4N25，4N35，4N26，4N36

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光耦分为两种:一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。
* F, O7 ?( L2 V非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。
/ H3 [/ B* c1 x; n5 O线性光耦的电流传输特性曲线接近直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A-C系列。

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光耦是通过光耦合的方式来进行通断控制。正因为通过光耦合，所以可以实现电气隔离，所谓的电气隔离就是把强电端和弱电端隔离开来。

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光耦的封装形式还很多，光耦之间有空间的，还可以实现通过判断光耦之间是否被遮挡来输出高低电平。