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光耦知识讲解

光藕讲解

目录

一、关键词3

1、电流传输比3

2、光耦合器的技术参数3

二、光耦合器的类型及性能特点4

1、光耦合器的类型4

2、光耦合器的性能特点6

三、线性光耦合器的产品分类及选取原则6

1、线性光耦合器的产品分类6

2、线性光耦合器的选取原则7

四、线性光耦合器应用举例8

一、关键词

1、光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。普通光耦合器只能传输数字（开关）信号，不适合传输模拟信号。近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号，使其应用领域大为拓宽。

2、电流传输比（Currenttransferratio,英文缩写为CTR）通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时，它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。其公式为：

3、光耦合器的技术参数：

1、发光二极管正向压降V

；

F

；

2、正向电流I

F

3、电流传输比CTR；

4、输入级与输出级之间的绝缘电阻；

；

5、集电极-发射极反向击穿电压V

(BR)CEO

6、集电极-发射极饱和压降V

CE(sat)；

此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。

注：采用一只光敏三极管的光耦合器，CTR的范围大多为20%～300%（如4N35），而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦合器（如4N30）可达100%～5000%。这表明欲

有某种获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。因此，CTR参数与晶体管的h

FE相似之处。线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-I

特性曲线，分别如图2中的虚线

F

和实线所示。

由图2可见，普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性，在IF较小时的非线性失真尤为严重，因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有良好的线性度，特别是在传输小信号时，其交流电流传输比(ΔCTR＝ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。因此，它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。

二、光耦合器的类型及性能特点

1、光耦合器的类型

光耦合器有双列直插式、管式、光导纤维式等多种封装形式，其种类达数十种。光耦合器的分类及内部电路如图1所示。

图中是8种典型产品的型号：

(a)通用型(无基极引线)；

(b)通用型(有基极引线)；

(c)达林顿型；

(d)高速型；

(e)光集成电路；

(f)光纤型；

(g)光敏晶闸管型；

(h)光敏场效应管型。

2、光耦合器的性能特点

光耦合器的主要优点是体积小，无触点且输入与输出在电气上完全隔离，抗干扰能力强，单向传输信号且传输效率高，工作温度范围宽，使用寿命长。

光耦合器广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。

三、线性光耦合器的产品分类及选取原则

1、线性光耦合器的产品分类

线性光耦合器的典型产品及主要参数见表1，这些光耦均以光敏三极管作为接收管。

2、线性光耦合器的选取原则

在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数，选取原则如下：

①光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%～200%。这是因为当CTR＜50%时，光

耦中的LED就需要较大的工作电流(I

F＞5.0mA)，才能正常控制单片开关电源I

C

的占空比，

这会增大光耦的功耗。若CTR＞200%，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出。

②推荐采用线性光耦合器，其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。

③由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器，目前在国内应用地十分普遍。鉴于此类光耦合器呈现开关特性，其线性度差，适宜传输数字信号(高、低电平)，因此不推荐用在开关电源中。

四、线性光耦合器应用举例

多路输出式电源变换器电路如图3所示。其输入电压为36V到90V的准方波电压，三路

输出分别为：U

O1＝＋5V(2A)，U

O2

＝＋15V(0.17A)，U

O3

＝－15V(0.17A)。现将U

O1

定为主输出，

其电压调整率S

V＝±0.4%；U

O2

和U

O3

为辅输出，总电源效