光耦道理 光耦道理及感化

光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电断绝器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为前言来传输电旌旗灯号的器件，平日把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在统一管壳内。当输入端加电旌旗灯号时发光器收回光芒，受光器接收光芒之后就发生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为前言把输入端旌旗灯号耦合到输出真个光电耦合器，因为它存在体积小、寿命长、无触点，抗烦扰才能强，输出跟输入之间绝缘，单向传输旌旗灯号等长处，在数字电路上取得普遍的利用。

任务道理

耦合器以光为前言传输电旌旗灯号。它对输入、输出电旌旗灯号有精良的断绝感化，以是，它在种种电路中得

1553b耦合器线缆讨论

到普遍的利用。现在它已成为品种最多、用处最广的光电器件之一。光耦合器个别由三部门构成：光的发射、光的接受及旌旗灯号缩小。输入的电旌旗灯号驱动发光二极管（LED），使之收回必定波长的光，被光探测器接受而发生光电流，再经由进一步缩小后输出。这就实现了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、断绝的感化。因为光耦合器输入输出间相互断绝，电旌旗灯号传输存在单向性等特色，因此存在精良的电绝缘才能跟抗烦扰才能。又因为光耦合器的输入端属于电流型任务的低阻元件，因此存在很强的共模克制才能。以是，它在长线传输信息中作为终端断绝元件能够年夜年夜进步信噪比。在盘算机数字通讯及及时操纵中作为旌旗灯号断绝的接口器件，能够年夜年夜进步盘算机任务的牢靠性。

长处

光耦合器的重要长处是：旌旗灯号单向传输，输入端与输出端完整实现了电气断绝，输出旌旗灯号对输入端无

光耦

影响，抗烦扰才能强，任务稳固，无触点，应用寿命长，传输效力高。光耦合器是70年月进展起来产新型器件，现已普遍用于电断气缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、旌旗灯号断绝、级距离离 、脉冲缩小电路、数字仪表、远间隔旌旗灯号传输、脉冲缩小、固态继电器(SSR）、仪器仪表、通讯装备及微机接口中。在单片开关电源中，应用线性光耦合器可形成光耦反应电路，经由过程调理操纵端电流来转变占空比，到达周密稳压目标。

品种

光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。

检测表示图

非线性光耦的电传播输特征曲线长短线性的，这类光耦合适于开关旌旗灯号的传输，不合适于传输模仿量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。

线性光耦的电传播输特征曲线濒临直线，而且小旌旗灯号时机能较好，能以线性特征停止断绝操纵。常用的线性光耦是PC817A—C系列。

开关电源中常用的光耦是线性光耦。假如应用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严峻 时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡顺次为号调制。由此发生的成果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上发生烦扰。同时电源带负载才能降低。在彩电，表现器等开关电源维修中假如光耦破坏，必定要用线性光耦代换。常用的4脚线性光耦有PC817A----C。PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有：LP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不合适用于开关电源中的，由于这4种光耦均属于非线性光耦。

因为光电耦合器的种类跟范例十分多，在光电子DATA手册中，其型号超越上千种，平日能够按以下办法停止分类：

⑴按光门路分，可分为外光路光电耦合器（又称光电断续检测器）跟内光路光电耦合器。外光路光电耦合器又分为透过型跟反射型光电耦合器。

⑵按输出情势分，可分为：

a、光敏器件输出型，此中包含光敏二极管输出型，光敏三极管输出型，光电池输出型，光可控硅输出型等。

b、NPN三极管输出型，此中包含交换输入型，直流输入型，互补输出型等。

c、达林顿三极管输出型，此中包含交换输入型，直流输入型。

d、逻辑门电路输出型，此中包含门电路输出型，施密特触发输出型，三态门电路输出型等。

e、低导通输出型（输出低电平毫伏数目级）。

f、光开关输出型（导通电阻小余10Ω）。

g、功率输出型（IGBT/MOSFET等输出）。

⑶按封装情势分，可分为同轴型，双列直插型，TO封装型，扁平封装型，贴片封装型，以及光纤传输型

光耦

等。⑷按传输旌旗灯号分，可分为数字型光电耦合器（OC门输出型，图腾柱输出型及三态门电路输出型等）跟线性光电耦合器（可分为低漂移型，高线性型，宽带型，单电源型，双电源型等）。

⑸按速率分，可分为低速光电耦合器（光敏三极管、光电池等输出型）跟高速光电耦合器（光敏二极管带旌旗灯号处置电路或许光敏集成电路输出型）。

⑹按通道分，可分为单通道，双通道跟多通道光电耦合器。

⑺按断绝特征分，可分为一般断绝光电耦合器（个别光学胶灌封低于5000V，空封低于2000V）跟高压断绝光电耦合器（可分为10kV，20kV，30kV等）。

⑻按任务电压分，可分为低电源电压型光电耦合器（个别5～15V）跟高电源电压型光电耦合器（个别年夜于30V）。

构造特色

光电耦合的重要特色如下：

道理表示图

1.输入跟输出端之间绝缘，其绝缘电阻个别都年夜于10000MΩ，耐压个别可超越1kV，有的乃至能够到达10kV以上。

2.因为光接受器只能接收光源的信息，反之不克不及，以是旌旗灯号从光源单向传输到光接受器时不会出现反应景象，其输出旌旗灯号也不会影响输入端。

3.因为发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而乐音是一种高内阻微电流电压旌旗灯号。因而光电耦合器件的共模克制比很年夜，以是，光电耦合器件能够很好地克制烦扰并打消乐音。

4.轻易跟逻辑电路共同。

5.呼应速率快。光电耦合器件的时光常数平日在微秒乃至毫微秒极。

6.无触点、寿命长、体积小、耐打击。

机能特色

光耦合器的重要长处是单向传输旌旗灯号，输入端与输出端完整实现了电气断绝，抗烦扰才能强，应用寿命长，传输效力高。它普遍用于电平转换、旌旗灯号断绝、级距离离、开关电路、远间隔旌旗灯号传输、脉冲缩小、固态继电器(SSR）、仪器仪表、通讯装备及微机接口中。因为光电耦合器的输入阻抗与个别烦扰源的阻抗比拟较小，因而分压在光电耦合器的输入真个烦扰电压较小，它所能供给的电流并不年夜，不易使半导体二极管发光；因为光电耦合器的外壳是密封的，它不受外部光的影响；光电耦合器的断绝电阻很年夜（约1012Ω）、断绝电容很小（约多少个pF）以是能禁止电路性耦合发生的电磁烦扰。线性方式任务的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加操纵电压，在输出端会成比例地发生一个用于进一步操纵下一级的电路的电压。线性光电耦合器由发光二极管跟光敏三极管构成，当发光二极管接通而发光，光敏三级管导通，光电耦合器是电流驱动型，须要充足年夜的电流才干使发光二极管导通，假如输入旌旗灯号太小，发光二极管不会导通，其输出旌旗灯号将掉真。在开关电源，尤其是数字开关电源中，应用线性光耦合器可形成光耦反应电路，经由过程调理操纵端电流来转变占空比，到达周密稳压目标。

光纤耦合器

光耦合器的技巧参数重要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电传播输比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-发射极饱跟压降VCE(sat）。别的，在传输数字旌旗灯号时还需斟酌回升时光、降低时光、耽误时光跟存储时光等参数。

电传播输比是光耦合器的主要参数，平日用直流电传播输比来表现。当输出电压坚持恒准时，它即是直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。采纳一只光敏三极管的光耦合器，CTR的范畴年夜多为20%～300%（如4N35），而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦合器（如4N30）可达100%～5000%。这标明欲取得同样的输出电流，后者只要较小的输入电流。因而，CTR参数与晶体管的hFE有某种类似之处。线性光耦合器与一般光耦合器典范的CTR-IF特征曲线。

一般光耦合器的CTR-IF特征曲线呈非线性，在IF较小时的非线性掉真尤为严峻 ，因而它不合适传输模仿旌旗灯号。线性光耦合器的CTR-IF特征曲线存在精良的线性度，特殊是在传输小旌旗灯号时，其交换电传播输比（ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很濒临于直流电传播输比CTR值。因而，它合适传输模仿电压或电流旌旗灯号，能使输出与输入之间呈线性关联。这是其主要特征。

应用光电耦合器重要是为了供给输入电路跟输出电路间的断绝，在设计电路时，必需遵守下列准则：所选用的光电耦合器件必需合乎国际的有关断绝击穿电压的标准；由英国埃索柯姆（Isocom）公司、美国摩托罗拉公司出产的4N××系列（如4N25 、4N26、4N35）光耦合器，现在在海内利用地非常广泛。鉴于此类光耦合器出现开关特征，其线性度差，合适传输数字旌旗灯号（高、低电平），能够用于单片机的输出断绝；所选用的光耦器件必需存在较高的耦合系数。

技巧参数

光耦合器的技巧参数重要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电传播输比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-发射极饱跟压降VCE(sat）。别的，在传输数字旌旗灯号时还需斟酌回升时光、降低时光、耽误时光跟存储时光等参数。

电传播输比是光耦合器的主要参数，平日用直流电传播输比来表现。当输出电压坚持恒准时，它即是直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。

应用光电耦合器重要是为了供给输入电路跟输出电路间的断绝，在设计电路时，必需遵守下列准则：所选用的光电耦合器件必需合乎海内跟国际的有关断绝击穿电压的标准；由英国埃索柯姆（Isocom）公司、美国摩托罗拉公司出产的4N××系列（如4N25、4N26、4N35）光耦合器，在海内利用地非常广泛。鉴于此类光耦合器出现开关特征，其线性度差，合适传输数字旌旗灯号（高、低电平），能够用于单片机的输出断绝；所选用的光耦器件必需存在较高的耦合系数。