一般光耦的开关电路设计

在高速数据传送中，设计人员选择高速率的光电耦合器时，对于大多数应用，只需要合理应用厂商设计的数据传输速率（DTR），一般都可以正常通过设计论证。

相较于高速率（数百kbps以上）的信号传送，数kHz或几十kHz带宽的PWM信号，较为常见。例如，在PWM灯光光、直流电机转速、温湿度等调节电路中。针对部分RS485,RS232等接口信号，不仅需要准确传送高低电平bit，还需要适配不同的电源系统的电平兼容；下图一、是关于UART信号典型应用，这些输送的驱动信号频率，大部分集中于此较低的频率范围。此时采用高速率的驱动器，不是最佳性价比的选择。常见的设计是用一般晶体管光耦实现，利用其开关特性，传输PWM信号或较低速率的通信数据。

图一、9600bd串口隔离电平转换参考电路。

那么，一般光耦的带宽是多少呢？我们以市场上最常见的KL817光耦为例，其规格书标称的截止频率fc=80kHz；照此推算，较低误码或丟码率时，有效带宽估计在40kHz左右，依电路参数设计不同。

一般光耦类型主要是晶体光光耦，主要型号有KL817,KL357,KL3H7,KL1018,KL1019，KL118,KL851,KL4N25,KL4N35,KL2501,KLCNY17等，这些系列的产品，通常会根据设计的CTR、IF、IC等参数以及PCB布局尺寸，隔离安全电压要求不同而进行选择。

图二、测试电路原理

图二是一个同相输出的测试电路，为方便测试，输入与输出端未做隔离，采用同一个电源供电。

从以上原理图可以看出，一般的晶体管光耦合器应用，类似于三极管（BJT）的特性，可以通过查看产品规格书可以获得其传输特性。我们主要探讨的是其开关特性，因此，电路将设置成输出端处于饱和导通与截止两种状态。tr、tf都需要尽量的避免被增加，也可以采用一些加速电路进行处理，但这里主要测试光耦本身的特性，不增加其它的电路设计。

在下一期中，我们再详细探讨一般晶体管光耦合器在不同频率下的开关特性。