电子设计当中-光耦设计那些事

电子设计当中-光耦设计那些事

我们知道常用的隔离器件有继电器，拨码开关，以及光耦等等，光耦器件是一种以光-电-光传输的形式的信号隔离器件。它的优势就在于可以构成各种逻辑电路，由于光电耦合器的抗干扰性能好，由它构成的逻辑电路更可靠。按输出结构分有三种：无基极引线光耦，有基极引线光耦，双三极管的达林顿光耦。

这里要讲一下我们的光耦分为普通光耦和线性光耦，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。线性光耦合器是一种新型光电隔离器件，它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。线性光耦与普通光耦的重要区别反映在电流传输比（CTR）上。CTR是光耦的重要参数，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。有公式（CTR=×100％）采用一只光敏三极管的光耦合器，CTR的范围大多为20％～300％（例如4N35），而PC817则为80％～160％。达林顿型光耦（如4N30）可达100％～5000％。这表明欲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hFE有某种相似之处。

我们看下这个电路，Uin输入的信号是PWM信号，当输入为正信号，UGS大于导通电压，光耦左边就会导通，光耦的左边导通，内部发光二极管工作发光，同时右边的也就同样的道理进行导通，我们的负载得电，不过这里要注意，光耦的输入端和输出端的供电是不一样，输入端和输出端的地也是不一样。在频率高的信号，光耦的开关速率也是需要我们一定要考虑的因素。

光耦到底如何算，我们把我们的光耦的左边拿过来，如图所示。

设计输入电路的时候，关键在于限流电阻的取值，限流电阻的取值大小又由这个内部的发光二极管的额定电流决定。

R3=VCC-这个二极管的正向导通压降/二极管的额定电流。如果是达林结构的我们计算方法也一样。同时也要注意，光耦的耦合电容小于2pf的选取，

输入端我们看完了我们看下我们的输出端。

这里是输出端的两种形式，A的计算是Uout=VCC-ICR4，B的计算公式是Uout=IER5,我们图一的计算就是可以按照我们的图计算公式1得出UGS=VCC-ICR4-UCE。

电平转换也是我们经常用到的，输入和输出的电压不一样，下面这个电路就是用于电平转换。