光电耦合器技术资料doc
光电耦合器及其应用
光电耦合器及其应用［作者：佚名转贴自：未知点击数：933 更新时间：2006-3-31【字体：A 】光电耦合器，是近几年发展起来的一种半导体光电器件，由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中，它可以代替继电器、变压器、斩波器等，而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。
为使读者了解与应用光电耦合器，今介绍几种光电耦合器件及应用电路，供大家参考与开拓。
1．器件选择（1）三极管输出型光电耦合器三极管输出型光电耦合器电路如图46—1中（a）所示，它是由两部分组成的。
其中，1、2端为输入端，通常由发光器件构成；4、5、6端接一只光敏三极管构成输出端，当接收到发射端发出的红外光后，在三极管集电极中便有电流输出。
图46-1三极管输出型光电耦合器的特点，是具有很高的输入输出绝缘性能，频率响应可达300kHz，开关时间数微秒。
（2）可控硅输出型光耦合器可控硅输出型光耦合器的电路如图46?中（b）所示。
该器件为六脚双列式封装。
当1、2端加入输入信号后，发射管发出的红外光被接在4、5、6脚的光敏可控硅接收，使其导通。
它可应用在低电压电子电路控制高压交流回路的开启。
（3）光耦合的可控硅开关驱动器图46—2中（a）为光敏双向开关器件；图46?中（b）为过零控制电路及光敏双向开关器件组合体。
它们的工作原理是：利用输入端红外光控制输出端的光敏双向开关导通，进而触发外接双向可控硅导通，达到控制负载接入交流220V回路的目的。
图中（a）为非过零控制，图中（b）为过零控制。
本驱动器有非常好的输入与输出绝缘性，可构成固态继电器的控制电路，其输出的控制功率由可控允许功率决定。
图46-2（4）达林顿管输出的光检测器达林顿管输出的光检测器如图46?中（a）所示。
它是由两只管子组成复合管，具有很高的电流放大能力，形成下一级或负载的驱动电流，有较强的光检测灵敏度。
光耦参数及资料
市场常见光耦内部图：光电耦合器（简称光耦）是开关电源电路中常用的器件。
光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于弄开关信号的传输，不适合于传输模拟量。
线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。
如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。
由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。
同时电源带负载能力下降。
在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换。
常用的4脚线性光耦有PC817A----C。
PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有：TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。
常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦。
以下是目前市场上常见的高速光藕型号：100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL－2631（双路）光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比 (CTR)，其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。
光电晶体管集电极电流与VCE有关，即集电极和发射极之间的电压。
光电耦合器
在数字电路中的应用
1．输入电路设计 常用光耦数字信号输入电路如下图所示，其中图(a)为高电平驱动； 图(b)为低电平驱动；图(C)为增大电流驱动。
特性参数
光耦的参数可分为输入参数、输出参数和传输参数。 1．输出参数 （1）光电流：指光耦输入一 定的电流（一般为 10mA）、输出端接 有一定负载（大约500欧）、并按规定极性加一定电压（通常为10V） 时，在 输出端所产生的电流。（对于由光电三极管构成的耦合器， 光电流为几毫安；由光电二 极管构成的耦合器，则约为数十或数百 微安。） (2)饱和压降 UCE（sat）：指在由光电三极管构成的光耦中，输入一 定电流（一般为 20mA），输出回路按规定极性加一定电压（通常为 10V），调节负载电阻，使输出电流为一定值（一般为2mA）时，光 耦输出的电压，其值通常为0.3V。
（3）高工作频率：用光耦传输交流信号时，必须考虑它的频率 特性。输入信号频率高于某一频率时，输出电压值开始下降，当 输电 压下降到零频输出电压值的0.707倍时的输入频率称为光耦 的最高工作频率。（最高工作频率与负载电阻有关，负载电阻减 小，最高工作频率升高。）
（3）响应时间：响应时间用来表征光耦传输脉冲信号时响应速 度的参数。（响应时间包括上升时间和下 降时间。）
光耦的输入 信号较强的情况下，可直接驱动光耦的发光二极管。其 中，图(a)在输入高电平时，LED正偏导通，光耦输出端有信号输出。 图(b)在输入信号为低电平时，LED 正偏导通，光耦输出端有信号 输。当输入信号较弱时，须经放大后才能驱动光耦。增大电流驱动 电路如图(c)所示。图(a)、(b)、(c)所示，R1为限流电阻。
PC817A光电耦合器
PC817A/B/C--- 电光耦合器光耦特性与应用1.概述光耦合器亦称光电隔离器，简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。
由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。
所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。
在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。
光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、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。
十几年来，新型光耦合器不断涌现，满足了各种光控制的要求。
其应用范围已扩展到计测仪器，精密仪器，工业用电子仪器，计算机及其外部设备、通信机、信号机和道路情报系统，电力机械等领域。
这里侧重介绍该器件的工作特性，驱动和输出电路及部分实际应用电路。
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。
下面分别介绍光耦合器的工作原理及检测方法。
光电耦合器介绍
光电耦合器介绍光耦是做什么用的呢？光耦全称是光耦合器，英文名字是：optical coupler，英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。
光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离，光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。
发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离干扰的作用。
只要光耦合器质量好，电路参数设计合理，一般故障少见。
如果系统中出现异常，使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电压，就会使之被击穿损坏。
光耦的参数都有哪些？是什么含义？1、CTR：电流传输比2、Isolation V oltage：隔离电压3、Collector-Emitter Voltage：集电极－发射极电压CTR：发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压：发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极－发射极电压：集电极－发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通？什么时候截至？-------------------------------------关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告要求：3.5v～24v 认为是高电平，0v～1.5v认为是低电平思路：1、0v～1.5v认为是低电平，利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降，吃掉1.4V左右；2、24V是最高电压，不能在最高电压的时候，光耦通过的电流太大；所以选用2K的电阻；光耦工作在大概10mA的电流，可以保证稳定可靠工作n年以上；3、3.5V以上是高电平，为了尽快进入光敏三极管的饱和区，要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大；因此选用10K；同时要考虑到ctr最小为50％；电路：1、发光管端：实验室电源（0～24V）->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1(2)-gnd12、光敏三极管：实验室电源（DC5V）->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd23、万用表直流电压挡20V万用表+ -> TLP521-1(4)万用表- -> TLP521-1(3)试验结果输入电源万用表电压(V)1.3V 51.5V 4.81.7V 4.411.9V 3.582.1V 2.942.3V 1.82.5V 0.582.7V 0.22.9V 0.193.1V 0.173.3V 0.163.5V 0.165V 0.1324V 0.06-----------------------------------------光耦是用来隔离输入输出的，主要是隔离输入的信号。
光电耦合器
2、Photoelectric isolation in power drive circuit
功率驱动电路中的光电隔离
光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。据分压原 理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的 电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。
(2) between photoelectric coupler input circuit and output circuit without electrical contact, nor altogether; distributed capacitance between the minimum, and the insulation resistance and a large, so various interference noise on one side of the circuit are difficult by photoelectric coupler which feeds to get to the other side, to avoid the common impedance coupling interference signal generated.
ห้องสมุดไป่ตู้（2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而 绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共 阻抗耦合的干扰信号的产生。
光电耦合器pc中文资料
光电耦合器p c中文资料 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020光电耦合器pc817中文资料PC817光电耦合器广泛用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。
特点：电流传输比(CTR: MIN. 50% at IF=5mA ,VCE=5V)高隔离电压:5000V有效值公认的UL认证，档案编号E64380* 2 40至60％相对湿度，交流1分钟* 3 10秒Response time 响应时间Rise time 上升时间tr VCE = 2V, I C =2mA, R L = 100 W- 4 18 μs Fall time下降时间tf - 3 18 μsModel No. 型号Rank mark 等级标志电流传输比CTR ( % )PC817A A 80 to 160PC817B B 130 to 260PC817C C 200 to 400PC817D D 300 to 600PC8 * 7AB A 或 B 80 to 260PC8 * 7BC B 或C 130 to 400PC8 * 7CD C 或 D 200 to 600PC8 * 7AC A, B 或 C 80 to 400PC8 * 7BD B, C 或 D 130 to 600PC8 * 7AD A, B, C 或 D 80 to 600PC8 * 7 A, B, C, D 或无标记50 to 600图1测试电路的频率响应图2测试电路的响应时间特性曲线图正向电流比(常温) 集电极功耗比(常温)峰值正向电流与占空比电流传输比比正向电流正向电流与正向电压集电极电流比集电极发射极电压相对比率与电流传输比常温集电极发射极饱和电压与常温集电极暗电流比常温响应时间与负载电阻频率响应集电极发射极饱和电压与正向电流应用电路：图4 打开或关闭12V直流电动机的TTL控制信号输入电路图图5 与TL431配合的电源反馈电路封装尺寸及功能图：译自sharp公司。
各种光电耦合器参数(精)
常用参数正向压降VF：二极管通过的正向电流为规定值时，正负极之间所产生的电压降。
正向电流IF：在被测管两端加一定的正向电压时二极管中流过的电流。
反向电流IR：在被测管两端加规定反向工作电压VR时，二极管中流过的电流。
反向击穿电压VBR：：被测管通过的反向电流IR为规定值时，在两极间所产生的电压降。
结电容CJ：在规定偏压下，被测管两端的电容值。
反向击穿电压V(BR)CEO：发光二极管开路，集电极电流IC为规定值，集电极与发射集间的电压降。
输出饱和压降VCE(sat)：发光二极管工作电流IF和集电极电流IC为规定值时，并保持IC/IF≤CTRmin时（CTRmin在被测管技术条件中规定）集电极与发射极之间的电压降。
反向截止电流ICEO：发光二极管开路，集电极至发射极间的电压为规定值时，流过集电极的电流为反向截止电流。
电流传输比CTR：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。
脉冲上升时间tr、下降时间tf：光耦合器在规定工作条件下，发光二极管输入规定电流IFP 的脉冲波，输出端管则输出相应的脉冲波，从输出脉冲前沿幅度的10%到90%，所需时间为脉冲上升时间tr。
从输出脉冲后沿幅度的90%到10%，所需时间为脉冲下降时间tf。
传输延迟时间tPHL、tPLH：光耦合器在规定工作条件下，发光二极管输入规定电流IFP的脉冲波，输出端管则输出相应的脉冲波，从输入脉冲前沿幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。
从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
入出间隔离电容CIO：光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。
入出间隔离电阻RIO：半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
入出间隔离电压VIO：光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
最大额定值参数名称符号最大额定值单位V反向电压5VRI正向电流50mAV集-发击穿电压100V（BR）CEO I集电极电流30mACMT贮存温度-55～150℃stgT工作温度-55～125℃ambV隔离电压1000VIOP总耗散功率80mWtot推荐工作条件特性符号最小值典型值最大值单位I输入电流1050FV电源电压1560V主要光电特性测试条件(T特性符号11A=25℃±3℃)最小典型最大单位隔离特性隔离电阻RIOVIO=500V1010Ω上升时间tr10μsV开关特性下降时间tfCC=5V，IFP=10mA，RL=360Ωf=10kHz，D：1/2 10μsIV反向电流R0.011.0μALED输入特性VI正向电压FF=10mA1.21.4VCTR电流传输比VCC=5V，IF=10mA，RL=200Ω60180%集-发饱和电压VCE（sat）VCC=5V，IF=10mA，RL=4.7kΩ0.10.4V晶体管输出特性IV集-发截止电流CEOCE=5V，IF=00.011.0μA线性光电耦合器在开关电源中的应用沙占友王彦明王晓群(河北科技大学050054 石家庄摘要线性光耦合器是目前国际上正推广应用的一种新型光电隔离器件。