不容忽视的光耦电路设计的“点点滴滴”
品慧电子讯光耦是什么，工作原理是怎样的？从事电路设计的工程师都是很清楚的，但是这并不意味着大家就知道如何设计光耦电路的点点滴滴，更有很多工程师连最基本的光耦电路设计的参数都不是很明白。这里小编为大家普及光耦电路设计知识。光电耦合器(opticalcoupler，英文缩写为OC)亦称光电隔离器或光耦合器，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二极管发出光线，光敏三极管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。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。 光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，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。 在光耦电路设计中，有两个参数常常被人忽视，需要格外注意， 一个是反向电压Vr(ReverseVoltage)，是指原边发光二极管所能承受的最大反向电压，超过此反向电压，可能会损坏LED。而一般光耦中，这个参数只有5V左右，在存在反压或振荡的条件下使用时，要特别注意不要超过反向电压。如，在使用交流脉冲驱动LED时，需要增加保护电路。
另外一个参数是光耦的电流传输比(currenttransferratio，简称CTR),是指在直流工作条件下，光耦的输出电流与输入电流之间的比值。光耦的CTR类似于三极管的电流放大倍数，是光耦的一个极为重要的参数，它取决于光耦的输入电流和输出电流值及电耦的电源电压值，这几个参数共同决定了光耦工作在放大状态还是开关状态，其计算方法与三极管工作状态计算方法类似。若输入电流、输出电流、电流传输比设计搭配不合理，可能导致电路不能工作在预想的工作状态。 除上述两个参数外，光耦还有几个参数是比较重要的，如： 1)正向工作电压Vf(ForwardVoltage)，Vf是指在给定的工作电流下，LED本身的压降。常见的小功率LED通常以If=10mA来测试正向工作电压，当然不同的LED，测试条件和测试结果也会不一样。 2)集电极电流Ic(CollectorCurrent)光敏三极管集电极所流过的电流，通常表示其最大值。 3)C-E饱和电压Vce(sat)(C-ESaturationVoltage)，即光敏三极管的集电极-发射极饱和压降。 4)上升时间Tr(RiseTime)&下降时间Tf(FallTime)，其定义与典型测试方法如下图所示，它们反映了工作在开关状态的光耦，其开关速度情况。
