光电耦合器的功能和工作原理

光耦合器用于在数字和模拟之间转换.

光耦合器是一种电光电转换设备，它以光为介质传输电信号. 它由两部分组成: 光源和光. 光源和光被组装在相同的密封壳体中，并且通过透明绝缘体彼此分开. 光源的引脚为输入端子，光的引脚为输出端子. 常见的光源是发光二极管，受光器是光电二极管和光电晶体管

当其工作时，会将电信号施加到光电耦合器的输入，以使光源发光. 光的强度取决于激励电流的大小. 将该光照射到包装好的上后，会通过光电效应产生光. 光电流是从的输出端汲取的，从而可以实现从电到光再到电的转换.

光耦合器的主要优点是: 信号单向传输，输入端和输出端完全电隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，运行稳定，无接触，使用寿命长，传输效率高. 光电耦合器是1970年发的新设备，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，数字仪器，长距离信号传输，脉冲放大，固态继电器（SSR），仪器仪表，通信设备和微机接口. 在单片开关电源中，可以使用线性光耦合器构成光耦合器反馈电路，并可以通过调节控制端电流来改变占空比，从而达到精确调节电压的目的.

在光耦合器电路的设计中，经常忽略两个参数，需要特别注意光耦的工作原理，

一个是反向电压Vr（反向电压），它是指一次侧发光二极管可以承受的最大反向电压. 超过此反向电压可能会损坏LED. 在一般的光耦合器中，该参数仅约为5V. 在存在背压或振荡的情况下使用时，请特别注意不要超过反向电压. 例如，当使用交流脉冲驱动LED时光耦的工作原理，需要添加保护电路.

另一个参数是光耦合器的电流传输比（CTR），它是指直流工作条件下光耦合器的输出电流与输入电流之间的比率. 光耦合器的CTR与三极管的电流放大系数相似. 这是光耦合器的一个非常重要的参数. 它取决于光耦合器的输入电流和输出电流值以及电耦合器的电源电压值. 无论耦合工作在放大状态还是开关状态，其计算方法均与晶体管工作状态的计算方法相似. 如果对输入电流，输出电流和电流传输比进行了不合理的设计和匹配，则电路可能无法在预期的工作状态下工作.

除了以上两个参数外，光耦合器还有一些更重要的参数，例如:

1）正向工作电压Vf（正向电压），Vf是指在给定工作电流下LED本身的电压降. 常见的低功率LED通常以If = 10mA测试正向工作电压. 当然，不同的LED将具有不同的测试条件和测试结果.

2）集电极电流Ic（集电极电流）流过光电晶体管集电极的电流通常表示其最大值.

3）C-E饱和电压Vce（sat）（C-E饱和电压），即光电晶体管的集电极-发射极饱和电压降.

4）上升时间Tr（上升时间）和下降时间Tf（下降时间），定义和典型测试方法如下图所示，它们反映了工作在切换状态下的光耦合器的切换速度.

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