光電耦合器用得太多粥鞋，是時(shí)候總結(jié)一下了缘挽。僅以個(gè)人應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)。
一呻粹、光耦分類(lèi)
分兩類(lèi)：非線(xiàn)性光耦和線(xiàn)性光耦壕曼。
非線(xiàn)性光耦：適合于開(kāi)關(guān)信號(hào)的傳輸（高低電平），不適合于傳輸模擬量等浊。實(shí)際中常用窝稿。
線(xiàn)性光耦：以線(xiàn)性特性進(jìn)行隔離控制。
二凿掂、光耦參數(shù)
查閱datasheet時(shí)的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。
1.輸入特性參數(shù)＜＝＞前端發(fā)光二極管參數(shù)
(1) （正向工作電壓Forward Voltage）:正常工作時(shí)纹蝴，二極管壓降庄萎。
(2) （正向工作電流Forward Current）:正常工作時(shí)，發(fā)光二極管電流塘安。
2.輸出特性參數(shù)＜＝＞后端光敏三極管參數(shù)
(1) （集電極電流Collector Current）:三極管集電極電流糠涛。
(2) （集電極-發(fā)射極電壓 C-E Voltage）:集電極-發(fā)射極兩端電壓。
(3) （C-E飽和電壓 C-E Saturation Voltage）:二極管工作電流
和集電極電流
為規(guī)定值時(shí)兼犯，并保持
時(shí)（?
在被測(cè)管技術(shù)條件中規(guī)定）集電極與發(fā)射極之間的壓降忍捡。
3.傳輸特性＜＝＞輸入端與輸出端關(guān)系（電流）
(1)電流傳輸比 CTR （Current Transfer Radio）
輸出管的工作電壓為規(guī)定值時(shí)集漾，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比 CTR 。在datasheet中該值有最小值砸脊。
三具篇、常用電路設(shè)計(jì)
以非線(xiàn)性應(yīng)用，即開(kāi)關(guān)量控制應(yīng)用為例凌埂。
1.常用電路原理圖
圖中驱显， 電阻的位置可在三極管的C端或者E端。
在E端：如圖示瞳抓，表示 默認(rèn)低電平埃疫，高電平為有效電平；
在C端：? 在
后端或下端孩哑，表示
默認(rèn)高電平栓霜，低電平為有效電平。
2.設(shè)計(jì)約束
通過(guò)查閱datasheet横蜒，確定上述重要參數(shù)后胳蛮，設(shè)計(jì)輸入輸出端負(fù)載值的大小。
(1)?
(2)光敏三極管工作于飽和區(qū)愁铺。
由上可推導(dǎo)公式：
? ? 式(1)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式(2)
兩個(gè)式子中鹰霍，除 外茵乱，其他為已知量或通過(guò)datasheet查閱到茂洒，
一般為0.4~0.7V，
一般為1.2V瓶竭， CTR 一般為50%~600%督勺，
一般為4mA~20mA。
式(1)可推導(dǎo)出兩電阻之間比值關(guān)系斤贰，式(2)可得電阻數(shù)量級(jí)范圍智哀。
注： 通常會(huì)有典型值、測(cè)試值和最大值荧恍，通常選用測(cè)試值和典型值瓷叫。前端設(shè)計(jì)時(shí)，注意防止誤導(dǎo)通送巡。
四摹菠、 CTR 的影響因素
一般，datasheet中會(huì)指出CTR的最小值及范圍等骗爆，如果未指出次氨，則需要查閱datasheet中的相關(guān)曲線(xiàn)圖表。一般有以下影響因素：
1.光耦本身離散性;
2.溫度影響：工作溫度越高摘投，CTR值越兄蠊选虹蓄；
3.原邊電流IF影響：前向電流越大，CTR值越行宜骸薇组；
4.Vce的影響：Vce必須大于一定電壓（飽和電壓剛剛好），Ic才能達(dá)到最大杈帐，CTR值才會(huì)大体箕；
5.壽命影響：工作時(shí)間越長(zhǎng)，CTR值越小挑童。
五累铅、工作在飽和區(qū)理解
以三極管輸出特性曲線(xiàn)講解：
從圖中看出，當(dāng)前端電流 確定下來(lái)的時(shí)候站叼，后端輸出電流
是具有最大值的（平行于橫軸）娃兽。通俗點(diǎn)來(lái)理解：當(dāng)前端電流固定時(shí)，傳送給后端電流的能力是有限的尽楔，這個(gè)能力的學(xué)術(shù)名稱(chēng)就是CTR（電流傳輸比）投储，CTR大就表示傳輸能力強(qiáng)，能驅(qū)動(dòng)得起后端阔馋。
假設(shè)后端想要更大電流玛荞，但是光耦給不起了，在電阻RL一定的情況下呕寝，后端只能增大Vce的值勋眯，使實(shí)際的輸出電流Ic維持在其能夠提供的最大值。從圖中來(lái)看就是下梢，給我的就只有這么大客蹋，我自己也只有這么大的能力，你想要更多孽江，對(duì)不起我給不起讶坯，反正進(jìn)入線(xiàn)性區(qū)之后，
最大就這么大了岗屏，
倒是想要多大就能變多大辆琅，我就通過(guò)改變
來(lái)維持住我
的最大值唄！
總之这刷，你想要大電流婉烟，要么增大，要么換CTR大的光耦崭歧，或者按照設(shè)計(jì)約束重新設(shè)計(jì)兩端電阻。你這個(gè)設(shè)計(jì)本身就不合理撞牢。
六率碾、舉例分析
例如圖1中的光耦電路叔营，假設(shè) Ri = 1k,Ro = 1k,光耦CTR= 50%，光耦導(dǎo)通時(shí)假設(shè)二極管壓降為1.6V所宰，副邊三極管飽和導(dǎo)通壓降Vce=0.4V绒尊。輸入信號(hào)Vi是5V的方波，輸出Vcc是3.3V仔粥。Vout能得到3.3V的方波嗎婴谱？
我們來(lái)算算：
If = (Vi-1.6V)/Ri = 3.4mA
副邊的電流限制：Ic’≤ CTR*If = 1.7mA
假設(shè)副邊要飽和導(dǎo)通，那么需要Ic’= (3.3V – 0.4V)/1k = 2.9mA躯泰，大于電流通道限制谭羔，所以導(dǎo)通時(shí)，Ic會(huì)被光耦限制到1.7mA麦向， Vout = Ro*1.7mA = 1.7V
所以副邊得到的是1.7V的方波瘟裸。
為什么得不到3.3V的方波，可以理解為圖1光耦電路的電流驅(qū)動(dòng)能力小诵竭，只能驅(qū)動(dòng)1.7mA的電流话告，所以光耦會(huì)增大副邊三極管的導(dǎo)通壓降 來(lái)限制副邊的電流到1.7mA。
解決措施：增大If卵慰；增大CTR沙郭；減小Ic。
對(duì)應(yīng)措施為：減小Ri阻值裳朋；更換大CTR光耦病线；增大Ro阻值。
將上述參數(shù)稍加優(yōu)化再扭，假設(shè)增大Ri到200歐姆氧苍，其他一切條件都不變，Vout能得到3.3V的方波嗎泛范？
重新計(jì)算：If = (Vi – 1.6V)/Ri = 17mA让虐；副邊電流限制Ic’
≤ CTR*If = 8.5mA，遠(yuǎn)大于副邊飽和導(dǎo)通需要的電流(2.9mA)罢荡，所以實(shí)際Ic = 2.9mA赡突。
所以，更改Ri后区赵，Vout輸出3.3V的方波惭缰。
開(kāi)關(guān)狀態(tài)的光耦，實(shí)際計(jì)算時(shí)笼才，一般將電路能正常工作需要的最大Ic與原邊能提供的最小If之間 Ic/If的比值與光耦的CTR參數(shù)做比較漱受，如果Ic/If ≤CTR，說(shuō)明光耦能可靠導(dǎo)通骡送。一般會(huì)預(yù)留一點(diǎn)余量（建議小于CTR的90%）昂羡。
以上六點(diǎn)即為對(duì)光耦簡(jiǎn)單應(yīng)用的總結(jié)絮记。
參考：
