电子元件-光电耦合器

内容包括光耦合特性、参数、输入输出形式、对光耦合电流传输比的理解、线性度和频率测试、隔离和质量测试电路以及可控硅驱动光耦合的介绍。紫色文本是一个超链接，点击自动跳转到相关博客。不断更新，原创并不容易！

目录：

一、光耦特性及参数

二、光耦电流传输比（CTR）的理解

三、光耦试验-线性度

光耦线性能好

2、TLP光耦导通试验报告为521-1

1）要求 2）思路 3）电路 4）试验结果

四、光耦合试验-频率

1于测试的电路

2、测试结果

五、常见的光莲输入输出形式

1.光耦的输入形式

1)交流输入光耦合

2.光耦的输出形式

1)三极管输出型 2)逻辑高速和CNX三极管输出型 3)双向晶闸管过零触发输出

4)施密特触发器和三极管输出

六、光耦的隔离和检测

1.模拟量隔离

2、检测

七、可控硅驱动光耦

1、过零型

2、非过零型

附录

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一、光耦特性及参数

由于光耦电路简单，常用于数字隔离电路或数据传输电路UART协议的20mA电流环。对于模拟信号，光耦限制了其在模拟信号隔离中的应用，因为输入输出的线性差，随温度变化很大。光耦分为线性和非线性，属于电流设备，能有效抑制电压噪声。

常用的4脚线性光耦有PC817A-D、PC111、TLP521等。常用的六脚线性光耦合有：TLP632、TLP532、PC614、PC714、PS2031等。常用的4N25、4N26、4N35、4N36是不适用于开关电源因为这四种光耦都属于非线性光耦。

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二、光耦电流传输比（CTR）的理解

PC817分为A、B、C、D书面上称为电流传输比（CTR）不同。IF电流在1mA~7mA线性好，常规取5mA。

PC816的反向耐压Vceo=70V，PC817只有35V，其它参数几乎相同。

电流传输比(current transfer ratio)：描述光耦合控制特性的参数，即副边输出电流（IO）将电流输入到原边（IF）百分比，传输比CTR = IO ÷ IF × 100%(数据给出的值一般指最大值)。

光耦合器采用光敏三极管，CTR大部分范围为20%~300%(如40%)N35)，而PC817A台湾亿光(如80%~160%)EL817)可达50%～600%。这表明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。因此，CTR晶体管的参数hFE有某种相似之处。

例如：

CTR=100%=1，IF=5mA，则IC的最大值为5mA，实际上一般小于5mA。R12不得太小，应该保证3.3V/R12≤(3.3-VF)/R11的值。

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三、光耦试验-线性度

1.光线性能好

HCNR200/201、TLP521-1等。

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2、TLP521-1的光耦导通的试验报告

1）要求

3.5V～24V 认为是高电平，0V～1.5V认为是低电平

-------------------------------- 2）思路 0V～1.5V认为是低电平，利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降，吃掉1.4V左右； 24V是最高电压，不能在最高电压的时候，光耦通过的电流太大；所以选用2K的电阻；光耦工作在大概10mA的电流，可以保证稳定可靠工作N年以上； 3.5V以上是高电平，为了尽快进入光敏三极管的饱和区，要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大；因此选用10K；同时要考虑到ctr最小为50％。

-------------------------------- 3）电路  发光管端 实验室电源（0～24V）->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1(2)->gnd1    光敏三极管 实验室电源（DC5V）->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)->gnd2    万用表 直流电压挡20V   万用表+   -> TLP521-1(4)  万用表-   -> TLP521-1(3)

-------------------------------- 4）试验结果

输入电源(V)	万用表电压(V)
1.3	5
1.5	4.8
1.7	4.41
1.9	3.58
2.1	2.94
2.3	1.8
2.5	0.58
2.7	0.2
2.9	0.19
3.1	0.17
3.3	0.16
3.5	0.16
5	0.13
24	0.06

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四、光耦测试-频率

TLP521-1、PS2801-1、PS2805-1、TLP127、TLP181、HCPL0603、HCPL0600的测试。

1、测试使用的电路

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2、测试结果

光耦型号	通过频率	上升时间 t_PHL	下降时间 t_PLH
TLP521-1	61.5KHz	3us	4us
PS2801-1	40KHz	5us	6us
PS2805-1	40KHz	3us	5us
TLP127	2KHz	1us	100us
TLP181	61.5KHz	2us	3us
HCPL0603	8MHz	36ns	6ns

测试中发现TLP127的关闭时间很长，该光耦为达林顿管输出，其原因可能是由于达林顿管的输出电流能力较强，最大可达150mA，而我们测试电路的负载较小，输出端泻电流较慢，导致电平保持时间、关断时间等都很长。在4K波形中可以看到，电流尚未来得及完全释放下一个上升沿即已经开始，此时的信号输出已经无法正常使用。芯片手册上给出的参数亦是如此，在典型电路的测试中（详情请参阅厂家的数据手册）关断时间达到80us，因此在使用该类型光耦是要注意。HCPL0603为高速集成电路输出光耦，因此可使用频率相当高，测试中甚至可达到20MHz的极限频率。

**Ratings apply to all devices except otherwise noted in the Package column.