一文详解光电耦合器的应用及分类图片（一文详解光电耦合器的应用及分类）-胜象大百科-提升认知,打开格局

光耦(英文：optical coupler或photo coupler)，又称光耦合器、光隔离器、光隔离器，简称光耦。这种装置的想法是由Akmenkalns等人在1963年提出的。第3，417，249号)，基于光敏电阻的光电耦合元件于1968年问世。它是一套利用光(包括可见光、红外线等)的装置。)作为传输电信号的媒介。它的作用是平时隔离输入电路和输出电路，必要时通过隔离层传输电信号。因此，光信号(发送端)和电信号(接收端)互不干扰，从而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。目前常见的光电耦合器实物图如下：

2.原理和结构

如下图(2)所示，光电耦合器一般由三部分组成：光电发射器、光电接收器、输出信号放大整形和驱动转换电路单元。其基本作用原理是：输入的电信号驱动发光源(各种波长的LED发光二极管或激光器，以及早期使用的电灯泡、霓虹灯)发光，而物理空间隔离的另一端由光电探测器(光敏电阻、发光二极管、光电晶体管等)接收。)以产生光电流，该光电流然后被进一步放大并输出。这就完成了电-光-电转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。值得一提的是，由于发射器和接收器之间的空间距离较长，图(2)中底部光耦合器结构的爬电距离或隔离电压水平高于上述光耦合器结构。

3、分类特征

根据光电耦合器件输出端电路结构和特性的不同，大致可分为以下几种：

3-1.晶体管输出光耦合器

这是最常见的光耦合器。输入由DC信号或交流信号控制，输出为全晶体管(单管或达林顿-电流传输比更高)。这种类型的光耦合器因其低价格和多功能性而广泛应用于各种应用中。输出光耦合器的特点是高电流传输比(CTR)、高耐压和低输入电流。因为这种光耦和光电接收器使用的是光电晶体管，缺点很明显：传输速度慢，延时大。

3-2.高速集成电路输出光耦合器

这种光耦合器使用光电二极管作为光接收元件，同时它内部有一个集成电路(IC)对信号进行放大和整形，可以实现高速信号传输。与之前的晶体管输出光耦只能提供高达几kHz的信号传输相比，这种光耦可以提供1到50Mbps的数据传输速率。IC输出光耦有两种：一种是设计用来传输逻辑信号的通用器件，另一种是具有特殊功能的器件，包括功率元件的栅极驱动器，如IGBT。

3-3.线性输出光耦合器

这款线性模拟光电耦合器包含一个高性能AlGaAs LED和两个高度匹配的光电传感器。

电子管(光电二极管)。输入光电二极管可用于监测和稳定LED的光度输出，因此几乎消除了LED的非线性和漂移特性，输出光电二极管将产生与LED光输出线性对应的光电流。光电二极管之间的紧密匹配和先进的封装设计可以确保光电耦合器的高线性度和稳定的增益。

3-4.可控硅输出光耦合器

这种晶闸管光耦既有双向晶闸管输出，也有单向晶闸管输出。这种光耦主要用于控制交流负载，如直接连接到家庭、办公室和工厂的100或200Vrms商用电源的电机和电磁阀。它们采用高耐压可控硅，可以在输入电流低至10mA的情况下开关交流负载，同时提供电气隔离。虽然单个晶闸管光耦合器只能控制高达约100mA的交流电，但它可以与功率晶闸管结合，控制高达几安培的交流电。

3-5.光学继电器

这种光继电器是指带有MOSFET光耦合LED的光耦合器。与机械继电器相比，光继电器具有使用寿命更长、驱动电流小、响应速度快等优点，广泛应用于半导体测试系统和安全系统的接触开关中。

4.主要技术参数

光耦合器有很多种，不同类型的光耦合器有不同的特性和参数。下面简单介绍一下光耦合器的共同或共有特性：

4-1、当前传动比(CTR)

下图显示了带晶体管输出光耦合器的典型电路。当LED电流(IF)施加于输入侧时，集电极电流(IC)出现在输出侧。IC与IF之比称为电流传输比(CTR)，用百分比表示。和晶体管的hFE一样，电流传输比是晶体管输出光耦的一个重要参数。不同的电流传输比会影响响应时间、灵敏度等。

4-2、LED触发电流

触发电流是指触发状态发生变化的LED电流，即改变输出状态所必需的LED电流。设计师需要确保LED电流至少等于数据手册中规定的触发LED电流(最大值)。而且这个电流也是随着温度的变化而变化的，所以也需要考虑使用的温度范围。

5.光耦合器选择

在设计光耦光电隔离电路时，必须正确选择光耦的型号和参数。选择原则如下：

(1)根据功能要求，选择不同类型的光耦，比如用于数据通信的，就要高。

高速IC输出光耦：对于控制大电流的继电器或灯泡，宜采用光继电器或晶闸管继电器。