光電耦合器選型原則

光電耦合器選型原則

（1）由于光電耦合器為信號(hào)單向傳輸器件，而電路中數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的，電路板的尺寸要求一定，結(jié)合電路設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，就要選擇單芯片集成多路光耦的器件；

（2）光耦合器的電流傳輸比（CTR）的允許范圍是不小于500%。因?yàn)楫?dāng)CTR《500%時(shí)，光耦中的LED就需要較大的工作電流（》5.0mA），才能保證信號(hào)在長(zhǎng)線傳輸中不發(fā)生錯(cuò)誤，這會(huì)增大光耦的功耗；

（3）光電耦合器的傳輸速度也是選取光耦必須遵循的原則之一，光耦開(kāi)關(guān)速度過(guò)慢，無(wú)法對(duì)輸入電平做出正確反應(yīng)，會(huì)影響電路的正常工作。

（4）推薦采用線性光耦。其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。設(shè)計(jì)中由于電路輸入輸出均是一種高低電平信號(hào)，故此，電路工作在非線性狀態(tài)。而在線性應(yīng)用中，因?yàn)樾盘?hào)不失真的傳輸，所以，應(yīng)根據(jù)動(dòng)態(tài)工作的要求，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使電路工作在線性狀態(tài)。

光電耦合器選型需要考慮的參數(shù)

1、光耦的響應(yīng)時(shí)間

這個(gè)參數(shù)在光耦的datasheet上一般用RiseTime和FallTime來(lái)表示，分別簡(jiǎn)稱t和tf。如果光耦單純的用作隔離，對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不高那么該參數(shù)可以忽略。因?yàn)?a target="_blank">開(kāi)關(guān)電源一般都是通過(guò)MOS管的頻率切換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，都有一個(gè)切換頻率，比如說(shuō)100kHz、40OkHz，如果光耦是用在這個(gè)地方，那么這個(gè)參數(shù)必須要考慮，普通的光耦對(duì)于100kHz以上的頻率無(wú)法響應(yīng)，可能需要選型高速光耦。

2、隔離電壓

這個(gè)參數(shù)在認(rèn)證時(shí)非常重要。光耦起到隔離作用，那么輸入和輸出之間能隔離多大的電壓？就通過(guò)這個(gè)參數(shù)來(lái)體現(xiàn)，隔離電壓所表示的意思是光耦的輸入端和輸出端之間短時(shí)所能承受的最大不被擊穿的電壓。比如UL認(rèn)證、CE認(rèn)證等，在標(biāo)識(shí)產(chǎn)品時(shí)，都會(huì)講到隔離電壓是3000V還是5000V。

3、電流傳輸比CTR

輸出電流和輸入電流之間的比值的百分比就叫做電流傳輸比，簡(jiǎn)稱CTR。CTR越大，表明光耦越省電，但是也容易受到干擾;CTR越小，表明光耦的輸入端需要更大的電流，即越耗電但是更穩(wěn)定。這個(gè)值一般在50%-600%之間。

4、正向電流、工作溫度、封裝等參數(shù)

光耦的輸入端是發(fā)光二極管，流過(guò)發(fā)光二極管的電流具有一定的范圍，該電流就是光耦的正向電流，這個(gè)電流可以通過(guò)設(shè)置限流電阻的參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。電子元器件對(duì)溫度非常敏感，都有一個(gè)溫度范圍。這個(gè)參數(shù)需要根據(jù)產(chǎn)品的使用需求來(lái)選擇，比如0~85℃、-20~85℃、-40~125C等。光耦常用的封裝有DIP-4、DIP-8、SOP4、SOP8等。需要根據(jù)通道數(shù)和PCB空間來(lái)選擇。

光電耦合器的工作特性

1、共模抑制比很高

在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小（2pF以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。

2、輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當(dāng)IF》0時(shí)，在一定的IF作用下，所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無(wú)關(guān)。IC與IF之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。

3、隔離特性

（1）隔離電壓Vio：光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。

（2）隔離電容Cio：光耦合器輸入端和輸出端之間的電容值。

（3）隔離電阻Rio：半導(dǎo)體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。

4、傳輸特性

（1）電流傳輸比CTR∶輸出管的工作電壓為規(guī)定值時(shí)，輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。

（2）上升時(shí)間和下降時(shí)間︰光電耦合器在規(guī)定工作條件下，發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%，所需時(shí)間為脈沖上升時(shí)間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%，所需時(shí)間為脈沖下降時(shí)間tf。