光电耦合器用得太多,是时候总结一下了。仅以个人应用为出发点。

一、光耦分类
分两类:非线性光耦和线性光耦。
非线性光耦:适合于开关信号的传输(高低电平),不适合于传输模拟量。实际中常用。
线性光耦:以线性特性进行隔离控制。
二、光耦参数
查阅datasheet时的重点关注对象。
1输入特性参数<=>前端发光二极管参数
(1) (正向工作电压Forward Voltage):正常工作时,二极管压降。
(2) (正向工作电流Forward Current):正常工作时,发光二极管电流。
2输出特性参数<=>后端光敏三极管参数
(1) (集电极电流Collector Current):三极管集电极电流。
(2) (集电极-发射极电压 C-E Voltage):集电极-发射极两端电压。
(3) (C-E饱和电压 C-E Saturation Voltage):二极管工作电流 和集电极电流 为规定值时,并保持 时( 在被测管技术条件中规定)集电极与发射极之间的压降。
3传输特性<=>输入端与输出端关系(电流)
(1)电流传输比 CTR (Current Transfer Radio)
输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二极管正向电流之比为电流传输比 CTR 。在datasheet中该值有最小值。
三、常用电路设计
以非线性应用,即开关量控制应用为例。
1常用电路原理图
图中, 电阻的位置可在三极管的C端或者E端。
在E端:如图示,表示 默认低电平,高电平为有效电平;
在C端: 在 后端或下端,表示 默认高电平,低电平为有效电平。
2设计约束
通过查阅datasheet,确定上述重要参数后,设计输入输出端负载值的大小。
(1)
(2)光敏三极管工作于饱和区。
由上可推导公式:
式(1)
式(2)
两个式子中,除 外,其他为已知量或通过datasheet查阅到, 一般为04~07V, 一般为12V, CTR 一般为50%~600%, 一般为4mA~20mA。
式(1)可推导出两电阻之间比值关系,式(2)可得电阻数量级范围。
注: 通常会有典型值、测试值和最大值,通常选用测试值和典型值。前端设计时,注意防止误导通。
四、 CTR 的影响因素
一般,datasheet中会指出CTR的最小值及范围等,如果未指出,则需要查阅datasheet中的相关曲线图表。一般有以下影响因素:
1光耦本身离散性;

2温度影响:工作温度越高,CTR值越小;
3原边电流IF影响:前向电流越大,CTR值越小;
4Vce的影响:Vce必须大于一定电压(饱和电压刚刚好),Ic才能达到最大,CTR值才会大;
5寿命影响:工作时间越长,CTR值越小。
五、工作在饱和区理解
以三极管输出特性曲线讲解:
从图中看出,当前端电流 确定下来的时候,后端输出电流 是具有最大值的(平行于横轴)。通俗点来理解:当前端电流固定时,传送给后端电流的能力是有限的,这个能力的学术名称就是CTR(电流传输比),CTR大就表示传输能力强,能驱动得起后端。
假设后端想要更大电流,但是光耦给不起了,在电阻RL一定的情况下,后端只能增大Vce的值,使实际的输出电流Ic维持在其能够提供的最大值。从图中来看就是,给我的 就只有这么大,我自己也只有这么大的能力,你想要更多,对不起我给不起,反正进入线性区之后, 最大就这么大了, 倒是想要多大就能变多大,我就通过改变 来维持住我 的最大值呗!
总之,你想要大电流,要么增大 ,要么换CTR大的光耦,或者按照设计约束重新设计两端电阻。你这个设计本身就不合理。
六、举例分析
例如图1中的光耦电路,假设 Ri = 1k,Ro = 1k,光耦CTR= 50%,光耦导通时假设二极管压降为16V,副边三极管饱和导通压降Vce=04V。输入信号Vi是5V的方波,输出Vcc是33V。Vout能得到33V的方波吗?
我们来算算:
If = (Vi-16V)/Ri = 34mA
副边的电流限制:Ic’≤ CTRIf = 17mA
假设副边要饱和导通,那么需要Ic’= (33V – 04V)/1k = 29mA,大于电流通道限制,所以导通时,Ic会被光耦限制到17mA, Vout = Ro17mA = 17V
所以副边得到的是17V的方波。
为什么得不到33V的方波,可以理解为图1光耦电路的电流驱动能力小,只能驱动17mA的电流,所以光耦会增大副边三极管的导通压降 来限制副边的电流到17mA。
解决措施:增大If;增大CTR;减小Ic。
对应措施为:减小Ri阻值;更换大CTR光耦;增大Ro阻值。
将上述参数稍加优化,假设增大Ri到200欧姆,其他一切条件都不变,Vout能得到33V的方波吗?
重新计算:If = (Vi – 16V)/Ri = 17mA;副边电流限制Ic’
≤ CTRIf = 85mA,远大于副边饱和导通需要的电流(29mA),所以实际Ic = 29mA。
所以,更改Ri后,Vout输出33V的方波。
开关状态的光耦,实际计算时,一般将电路能正常工作需要的最大Ic与原边能提供的最小If之间 Ic/If的比值与光耦的CTR参数做比较,如果Ic/If ≤CTR,说明光耦能可靠导通。一般会预留一点余量(建议小于CTR的90%)。
以上六点即为对光耦简单应用的总结。
参考:
光耦选型最全指南及各种参数说明 - 百度文库
光耦驱动电路原理
12脚串500欧左右的电阻;
3脚接+24v,4脚接10k电阻到地,在4脚上可获得22-23v的电压。
如果你要精确的24v,3脚接+28-30v,同时在4脚到地的10k电阻上并联一个24v的稳压管。
用光耦PC817 如何设计12脚加直流5V电源,需要串个多大的电阻,34脚要输出直流5V电压,如何设计电路。
光耦驱动电路原理:电流通过5V电源,送低电平到发光二极管,因为有电流通过而发光,电阻R2,T1就导通,T1的E和C,到地,光耦的发光二极管,电源VCC通过R3,到地,致使三极管接收端导通。
光耦合器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。
在电子电路设计时,如果想用光耦代替继电器,应该注意什么?
楼上那位你好像在胡说八道啊!!你是老师的话,就是误人子弟啊。PC817的发光二极管是11V左右的。如果5V驱动,只串几欧姆的电阻,这个光耦马上烧掉发光管。还说老师呢。。。无言
PC817用5mA驱动,在电源到光耦1脚串入470~1K的电阻都可以。
34脚这边,最大驱动能力50mA如果够得话,直接集电极接5V,发射极接输出。用在单片机等可以。
如果要带比较重的负载。请加功率管放大,可以加个MOS管,用SI4410就很好,电流达到3A都没问题。。 。
用光耦和三极管简单设计一个电路图控制220V的通断图这样画可以实现吗?求大神指点~
1、光耦本身允许电流较小,就在光耦输出加装驱动晶体管,用晶体管集电极开路输出。
2、继电器在低压运用时不用考虑电压问题,用光耦时必须考虑输出晶体管的耐压与集电极最大电流。
3、光耦输出只能用于直流电路,禁止用于有交流电流或电压存在的情况。
4、晶体管输出有漏电流存在,当用于对漏电流很敏感的情况时不能使用
不行。

三极管做电子开关只能单向导电,市电是交流电,必须用继电器或者双向可控硅做开关。
上图是网络搜索到的一个例子。可控硅容易被击穿损坏,尤其是自制的电路。一般应用还是继电器可靠。或者购买固态继电器。
固态继电器_
http://baikebaiducom/subview/267413/267413htm


