電子設計當中-光耦設計那些事

我們知道常用的隔離器件有繼電器，撥碼開關，以及光耦等等，光耦器件是一種以光-電-光傳輸的形式的信號隔離器件。它的優勢就在于可以構成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能好，由它構成的邏輯電路更可靠。按輸出結構分有三種：無基極引線光耦，有基極引線光耦，雙三極管的達林頓光耦。

這里要講一下我們的光耦分為普通光耦和線性光耦，普通光耦合器只能傳輸數字（開關）信號，不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器是一種新型光電隔離器件，它能夠傳輸連續變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應用領域大為拓寬。線性光耦與普通光耦的重要區別反映在電流傳輸比（CTR）上。CTR是光耦的重要參數，通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恒定時，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。有公式（CTR=×100％）采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20％～300％（例如4N35），而PC817則為80％～160％。達林頓型光耦（如4N30）可達100％～5000％。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此CTR參數與晶體管的hFE有某種相似之處。

我們看下這個電路，Uin輸入的信號是PWM信號，當輸入為正信號，UGS大于導通電壓，光耦左邊就會導通，光耦的左邊導通，內部發光二極管工作發光，同時右邊的也就同樣的道理進行導通，我們的負載得電，不過這里要注意，光耦的輸入端和輸出端的供電是不一樣，輸入端和輸出端的地也是不一樣。在頻率高的信號，光耦的開關速率也是需要我們一定要考慮的因素。

光耦到底如何算，我們把我們的光耦的左邊拿過來，如圖所示。

設計輸入電路的時候，關鍵在于限流電阻的取值，限流電阻的取值大小又由這個內部的發光二極管的額定電流決定。

R3=VCC-這個二極管的正向導通壓降/二極管的額定電流。如果是達林結構的我們計算方法也一樣。同時也要注意，光耦的耦合電容小于2pf的選取，

輸入端我們看完了我們看下我們的輸出端。

這里是輸出端的兩種形式，A的計算是Uout=VCC-ICR4，B的計算公式是Uout=IER5,我們圖一的計算就是可以按照我們的圖計算公式1得出UGS=VCC-ICR4-UCE。

電平轉換也是我們經常用到的，輸入和輸出的電壓不一樣，下面這個電路就是用于電平轉換。