光电耦合器的作用与选型

光电耦合器的作用与选型技巧经验总结

光电耦合器(简称光耦)，是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求，由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。本篇文章主要以线性与非线性两个方面分别介绍光电耦合器的作用，以及华强北IC代购网工程师的一些光电耦合器选型技巧经验总结，望对大家的电路设计有所帮助。

光电耦合器的作用介绍

1、线性光电耦合器

线性光耦器件又分为两种：无反馈型和反馈型；

无反馈型线性光耦器件实际上是在器件的材料和生产工艺上采取一定措施(使得光耦器件的输入输出特性的非线性得到改善。但由于固有特性，改善能力十分有限。这种光耦器件主要用于对线性区的范围要求不大的情况，例如开关电源的电压隔离反馈电路中经常使用的PC816A和NEC2501H等线性光耦。不过这种光耦器件只是在有限的范围内线性度较高，所以不适合使用在对测试精度以及范围要求较高的场合。

另一种线性光耦是反馈型器件。其作用原理是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈，通过这样的方式来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。这种器件例如德州仪器公司曾经出品现已停产的TIL300A，CLARE公司生产的LOC 系列线性光耦，惠普公司生产的HCNR200/201线性光耦等。

2、非线性光电耦合器

非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。如4N25、4N26、4N35、4N36。

选型技巧经验总结

在设计光耦光电隔离电路时必须正确选择光耦合器的型号及参数，选型经验总结如下：

1、由于光电耦合器为信号单向传输器件，而电路中数据的传输是双向的，电路板的尺寸要求一定，结合电路设计的实际要求，就要选择单芯片集成多路光耦的器件；

2、光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是不小于500%。因为当CTR<500%时，光耦中的LED就需要较大的工作电流(>5.0 mA)，才能保证信号在长线传输中不发生错误，这会增大光耦的功耗；

3、光电耦合器的传输速度也是选取光耦必须遵循的原则之一，光耦开关速度过慢，无法对输入电平做出正确反应，会影响电路的正常工作。

5、选择光电耦合器时应注意发光二极管输入端的正向电流：当提供给发光二极管的输入电流较小时，应选用低输入电流型；当驱动电路提供的电流较大时，应加限流电阻，或选用大输入电流型。为了保证光电耦合器的正常使用寿命，发光二极管的输入电流应保证在典型值周围。

6、选用大耦合电容的光电耦合器可以抑制输入信号中较大的共模噪声，但大耦合电容的光电耦合器响应速度较慢；也可以选用三极管输出含基极光电耦合器，基极通过一适当的电阻到地来过滤信号噪声，此时不会降低响应速度，但会造成CTR的损失。

7、应用中如果需要较大的输出电流，可以选用达林顿输出型，这类光电耦合器有较高的CTR值，允许很小的输入电流，但普通的达林顿型光电耦合器响应速度较慢，这时可以选用复合光敏二极管/达林顿输出型。

优选厂家及常用型号

1、TOSHIBA：DIP8 光电耦合器——TLP250

TOSHIBA TLP250（P250）由一个砷化镓铝发光二极管和一个集成光探测器组成。TLP250（P250）是8脚DIP封装。TLP250（P250）适用于IGBT或者功率场效应管的门驱动电路。

2、SHARP：DIP4 通用光电耦合器——PC817A

PC817A是常用的线性光藕，在各种要求比较精密的功能电路中常常被当作耦合器件，具有上下级电路完全隔离的作用，相互不产生影响。当输入端加电信号时，发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了“电-光-电”的转换。