本文主要是關(guān)于光耦開關(guān)的相關(guān)介紹，并著重對光耦開關(guān)的輸出端型號及其應(yīng)用進行了詳盡的闡述。
光耦開關(guān)的輸出端輸出的型號有什么不一樣
以下圖為例：
3和4是當開關(guān)用的，沒有照射的時候3和4是截止的，相當于斷開，有光照射的時候，三極管瞬間飽和導(dǎo)通，3和4解釋一根線了，就是導(dǎo)通狀態(tài)。這樣說吧，3和4這邊是NPN管子。
光耦在開關(guān)量輸入輸出電路中的作用
光電耦合器在開關(guān)量輸入輸出電路中的作用是傳遞開關(guān)量信號并實現(xiàn)電路間的電氣隔離和濾除噪音和干擾。
?。?）光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的噪聲電壓會很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑制掉了。
（2）光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯(lián)系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾噪聲都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號的產(chǎn)生。
?。?）光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當外部設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號線短接時，也不會損壞儀器|儀表。因為光耦合器件的輸入回路和輸出回路之間可以承受幾千伏的高壓。
?。?）光電耦合器的響應(yīng)速度極快，其響應(yīng)延遲時間只有10μs左右，適于對響應(yīng)速度要求很高的場合。
光耦開關(guān)的應(yīng)用
光耦作為一個隔離器件已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，無處不在。一般大家在初次接觸到光耦時往往感到無從下手，不知設(shè)計對與錯，隨著遇到越來越多的問題，才會慢慢有所體會。
本文就三個方面對光耦做討論：光耦工作原理；光耦的CTR 概念；光耦的延時。本討論也有認識上的局限性，但希望能幫助到初次使用光耦的同事。
1 理解光耦
光耦是隔離傳輸器件，原邊給定信號，副邊回路就會輸出經(jīng)過隔離的信號。對于光耦的隔離容易理解，此處不做討論。以一個簡單的圖（圖.1）說明光耦的工作：原邊輸入信號Vin，施加到原邊的發(fā)光二極管和Ri 上產(chǎn)生光耦的輸入電流If，If驅(qū)動發(fā)光二極管，使得副邊的光敏三極管導(dǎo)通，回路VCC、RL 產(chǎn)生Ic，Ic經(jīng)過RL產(chǎn)生Vout，達到傳遞信號的目的。原邊副邊直接的驅(qū)動關(guān)聯(lián)是CTR（電流傳輸比），要滿足Ic≤If*CTR。
圖.1。
光耦一般會有兩個用途：線性光耦和邏輯光耦，如果理解？
工作在開關(guān)狀態(tài)的光耦副邊三極管飽和導(dǎo)通，管壓降《0.4V，Vout約等于Vcc（Vcc-0.4V左右），Vout 大小只受Vcc大小影響。此時Ic《If*CTR，此工作狀態(tài)用于傳遞邏輯開關(guān)信號。工作在線性狀態(tài)的光耦，Ic=If*CTR，副邊三極管壓降的大小等于Vcc-Ic*RL，Vout= Ic*RL=（Vin-1.6V）/Ri * CTR*RL，Vout 大小直接與Vin 成比例，一般用于反饋環(huán)路里面 （1.6V 是粗略估計，實際要按器件資料，后續(xù)1.6V同） 。
對于光耦開關(guān)和線性狀態(tài)可以類比為普通三極管的飽和放大兩個狀態(tài)。
所以通過分析實際的電路，除去隔離因素，用分析三極管的方法來分析光耦是一個很有效的方法。此方法對于后續(xù)分析光耦的CTR 參數(shù)，還有延遲參數(shù)都有助于理解。
2 光耦CTR
概要：
1）對于工作在線性狀態(tài)的光耦要根據(jù)實際情況分析；
2）對于工作在開關(guān)狀態(tài)的光耦要保證光耦導(dǎo)通時CTR 有一定余量；
3）CTR受多個因素影響。
2.1 光耦能否可靠導(dǎo)通實際計算
舉例分析，例如圖.1中的光耦電路，假設(shè) Ri = 1k，Ro = 1k，光耦CTR= 50%，光耦導(dǎo)通時假設(shè)二極管壓降為1.6V，副邊三極管飽和導(dǎo)通壓降Vce=0.4V。輸入信號Vi 是5V的方波，
輸出Vcc 是3.3V。Vout 能得到3.3V 的方波嗎？
我們來算算：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，大于電流通道限制，所以導(dǎo)通時，Ic會被光耦限制到1.7mA， Vout = Ro*1.7mA = 1.7V
所以副邊得到的是1.7V 的方波。
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)動能力小，只能驅(qū)動1.7mA 的電流，所以光耦會增大副邊三極管的導(dǎo)通壓降來限制副邊的電流到1.7mA。
解決措施：增大If；增大CTR；減小Ic。對應(yīng)措施為：減小Ri 阻值；更換大CTR 光耦；增大Ro 阻值。
將上述參數(shù)稍加優(yōu)化，假設(shè)增大Ri 到200歐姆，其他一切條件都不變，Vout能得到3.3V的方波嗎？
重新計算：If = （Vi – 1.6V）/Ri = 17mA；副邊電流限制Ic’ ≤ CTR*If = 8.5mA，遠大于副邊飽和導(dǎo)通需要的電流（2.9mA），所以實際Ic = 2.9mA。
所以，更改Ri 后，Vout 輸出3.3V 的方波。
開關(guān)狀態(tài)的光耦，實際計算時，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，如果Ic/If ≤CTR，說明光耦能可靠
導(dǎo)通。一般會預(yù)留一點余量（建議小于CTR 的90%）。
工作在線性狀態(tài)令當別論。
2.2 CTR受那些因素影響
上一節(jié)說到設(shè)計時要保證一定CTR 余量。就是因為CTR的大小受眾多因素影響，這些因素之中既有導(dǎo)致CTR只離散的因素（不同光耦），又有與CTR 有一致性的參數(shù)（殼溫/If）。
1）光耦本身：
以8701為例，CTR 在Ta=25℃/If=16mA時，范圍是（15%~35%）說明 8701 這個型號的光耦，不論何時/何地，任何批次里的一個樣品，只要在Ta=25℃
/If=16mA 這個條件下，CTR 是一個確定的值，都能確定在15%~35%以內(nèi)。計算導(dǎo)通時，要以下限進行計算，并且保證有余量。計算關(guān)斷時要以上限。
2）殼溫影響：
Ta=25℃條件下的CTR 下限確定了，但往往產(chǎn)品里面溫度范圍比較大，比如光耦會工作在（-5~75℃）下，此種情況下CTR 怎么確定？還是看8701 的手冊：有Ta-CTR關(guān)系圖：
從圖中看出，以25 度的為基準，在其他條件不變的情況下，-5 度下的CTR 是25 度下的0.9 倍左右，75 度下最小與25 度下的CTR 持平。
所以在 16mA/（-5~75℃）條件下，8701的CTR 最小值是15%*0.9 = 13.5%
3） 受If 影響。
假設(shè)如果實際的If是3.4mA，那么如何確定CTR在If=3.4mA / Ta=（-5~75℃）條件下的最小CTR 值。
查看 8701 的If-CTR 曲線。圖中給出了三條曲線，代表抽取了三個樣品做測試得到的If-CTR 曲線，實際只需要一個樣品的曲線即可。
注：此圖容易理解為下限/典型/上限三個曲線，其實不然。大部分圖表曲線只是一個相對關(guān)系圖，不能圖中讀出絕對的參數(shù)值。
計算：選用最上面一條樣品曲線，由圖中查出，
If=16mA 時CTR 大概28%，
在If=3.4mA時CTR 大概在46%。3.4mA 是16mA 時的46%/28% = 1.64倍；
所以，在 If=3.4mA / （-5~75℃），CTR下限為13.5% * 1.64 = 22.2%
以上所有分析都是基于8701 的，其他光耦的特性曲線需要查用戶手冊，分析方法一樣。
3 光耦延時
上述CTR 影響到信號能不能傳過去的問題，類似于直流特性。下面主要分析光耦的延時
特性，即光耦能傳送多快信號。
涉及到兩個參數(shù)：光耦導(dǎo)通延時tplh 和光耦關(guān)斷延時tphl，以8701 為例：在
If=16mA/Ic=2mA 時候，關(guān)斷延時最大0.8uS，導(dǎo)通延時最大1.2uS。所以用8701 傳遞500k
以上的開關(guān)信號就需要不能滿足。
結(jié)語
關(guān)于光耦開關(guān)的相關(guān)介紹就到這了，希望本文能對你有所幫助。