?光耦合属于流控元件，以光为媒介传输信号：电→光→输入端为发光二极管，输出端为光敏半导体。光耦合的核心应用是隔离，通常用于输入和输出之间没有共同点的系统。因此，输入和输出之间的耐压性可以达到数千伏特。
许多通信模块也被光耦隔离，更容易实现各系统之间的连接，不考虑是否共享。
如图1所示，光耦合控制继电器（小功率）。为了有效地驱动光耦合继电器，输出端的阻抗应较小，因此输入端的电流应较大。具体原因见下面的分析。
图1：光耦控制继电器
如图2所示，开关信号通过光耦隔离输入到单片机，图24V与3.3V在控制系统中，数字电压3不是共地的.3V驱动能力有限，因此通常使用24开关电源V或12V作为开关信号的电源。
图2：输入输出隔离
以上两种普通应用看似简单，但要正确使用光耦，就必须掌握光耦的输入输出关系。
?光耦合分为线性光耦合和非线性光耦合。在实际应用中，线性光耦合更多，因为线性光耦合可以取代非线性光耦合，现在是线性光耦合（PS2561A）做以下实验，从不同的角度理解TA的魅力。
如图3所示，调整光耦输入电流IF，测量输出的CE阻抗。
图3：输入电流IF与输出CE阻抗关系实验
输入电流在左侧IF，右边为输出CE阻抗
如图4所示，光耦输入输出的限流电阻为1k，且输入电压都相同，于是调节稳压源的电压值，可以得到光耦输入电流IF与输出电流IC的关系。
图4：输入电流IF与输出电流IC的关系实验
左边为输入电流IF，输出电流在右侧IC
?实验数据如图5所示，输出电流IC与输入电流IF曲线趋势基本一致，CE阻抗小于1k左右呈线性变化。最低阻抗大于100Ω。
图5：实验数据
因此，在使用线性光耦传输开关信号时，需要合理匹配输入电阻的大小，图1中输入电阻为360Ω，光耦输入正压降1V左右，输入电流IC为(5-1)/360≈11mA，光耦输出CE阻抗200Ω多点，继电器HFD2线圈阻抗2880Ω，如果继电器可以正常驱动IC电流变小，则CE阻抗变大会导致继电器无法正常驱动。
?线性光耦合主要用于模拟信号的传输，输出相当于可变电阻。它在开关电源中很常见，用光莲花作为反馈，隔离高压和低压。PC817、PS2561、PS2801.前面的例子也常用于开关信号。
图7显示了图6中开关电源内的线性光耦合。开关电源的输出电压通过线性光耦合隔离并反馈给控制芯片，以实时调整输出电压。
图6:光耦在开关电源中的应用
图7：开关电源内的光耦合
?非线性光耦主要用于传输开关信号(或数字信号)，常用于4N系列的有4N25、4N26以及TIL117；还有高速光耦，如6N136、6N137、PS9714、PS9715等。多用于通信隔离和隔离PWM波控制(可有效减少电磁干扰)，判断是否为高速光耦合，看数据手册是否注明 High speed（1Mbps、10Mbps）。
?要点
①光耦的核心应用是隔离；
②当相同电压下线性光耦输入电阻与输出电阻相同时，输出电流IC基本和输入电流IF一致性；即使输入和输出电压不同，输出和输入电阻也可以匹配；
③可用于开关信号线性光耦合和非线性光耦合。相反，非线性光耦合不能用于线性光耦合电路。
④非线性光耦要比线性光耦响应速度快，类似于比较器比运算放大器响应速度快一样。
来源 |今日头条：电卤药丸
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