(整理)光电耦合器的应用与使用注意事项.

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光电耦合器及其应用

光电耦合器及其应用［作者：佚名转贴自：未知点击数：933 更新时间：2006-3-31【字体：A 】光电耦合器，是近几年发展起来的一种半导体光电器件，由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中，它可以代替继电器、变压器、斩波器等，而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。

为使读者了解与应用光电耦合器，今介绍几种光电耦合器件及应用电路，供大家参考与开拓。

1．器件选择（1）三极管输出型光电耦合器三极管输出型光电耦合器电路如图46—1中（a）所示，它是由两部分组成的。

其中，1、2端为输入端，通常由发光器件构成；4、5、6端接一只光敏三极管构成输出端，当接收到发射端发出的红外光后，在三极管集电极中便有电流输出。

图46-1三极管输出型光电耦合器的特点，是具有很高的输入输出绝缘性能，频率响应可达300kHz，开关时间数微秒。

（2）可控硅输出型光耦合器可控硅输出型光耦合器的电路如图46?中（b）所示。

该器件为六脚双列式封装。

当1、2端加入输入信号后，发射管发出的红外光被接在4、5、6脚的光敏可控硅接收，使其导通。

它可应用在低电压电子电路控制高压交流回路的开启。

（3）光耦合的可控硅开关驱动器图46—2中（a）为光敏双向开关器件；图46?中（b）为过零控制电路及光敏双向开关器件组合体。

它们的工作原理是：利用输入端红外光控制输出端的光敏双向开关导通，进而触发外接双向可控硅导通，达到控制负载接入交流220V回路的目的。

图中（a）为非过零控制，图中（b）为过零控制。

本驱动器有非常好的输入与输出绝缘性，可构成固态继电器的控制电路，其输出的控制功率由可控允许功率决定。

图46-2（4）达林顿管输出的光检测器达林顿管输出的光检测器如图46?中（a）所示。

它是由两只管子组成复合管，具有很高的电流放大能力，形成下一级或负载的驱动电流，有较强的光检测灵敏度。

光耦合器使用说明

光耦合器使用说明光耦合器是非常易于使用的设备，输入侧以普通LED的方式使用，输出侧以普通光电晶体管的方式使用。

以下注释总结了主要的使用要点。

国产光耦替代-先进光半导体光耦继电器-先进光半导体光耦合器LED的输入电流必须通过一个串联的外部电阻加以限制，如图10所示，该电阻可以连接在LED的阳极或阴极侧。

如果要通过交流电源驱动LED，或者有可能在LED两端施加反向电压，则必须通过如图11所示连接的外部二极管保护LED免受反向电压的影响。

通过将外部电阻与该器件的集电极串联，可以将光电晶体管的工作电流转换为电压。

该电阻可以连接到光电晶体管的集电极或发射极，如图12所示。

该电阻的值越大，电路的灵敏度越高，但是其带宽越低。

国产光耦替代-先进光半导体在正常使用中，光电晶体管的基极端子开路。

但是，如果需要，可以使用图13（a）所示的基极端子将光电晶体管转换为光电二极管，而无需考虑发射极端子（或将其短路至基极）。

这种连接导致带宽大大增加（通常为30MHz），但CTR值大大降低（通常为0.2％）。

另外，如图13（b）的达林顿示例所示，通过在基极和发射极之间布线一个外部电阻器（RV1），可以使用基极端子来改变光耦合器的CTR值。

RV1开路时，CTR值是普通达灵顿光电耦合器的CTR值（通常最小为300％）；如果RV1短路，则CTR值是二极管连接的光电晶体管的CTR值（通常约为0.2％）。

先进光半导体-光耦替代系列光耦合器器件非常适合数字接口应用，其中输入和输出电路由不同的电源驱动。

它们可用于连接相同系列（TTL，CMOS等）的数字IC或不同系列的数字IC，或用于将家用计算机等的数字输出与电动机，继电器和灯等接口。

可以使用各种专用的“数字接口”光耦合器设备或使用标准的光耦合器来实现这种接口。

图14至图16示出了后一种类型的电路。

图14显示了如何使用提供非反相作用的光耦合器电路连接两个TTL电路。

此外，光电耦合器LED和限流电阻器R1连接在5V正电源线和TTL设备的输出驱动端子之间（而不是在TTL输出和地之间），因为TTL输出通常可以吸收相当大的电流（通常为16mA），但只能提供非常低的电流（通常为400µA）。

光耦的使用者注意事项

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。

目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器，其内部结构如图1a所示。

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。

对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。

但是，使用光耦隔离需要考虑以下几个问题：① 光耦直接用于隔离传输模拟量时，要考虑光耦的非线性问题；② 光耦隔离传输数字量时，要考虑光耦的响应速度问题；③ 如果输出有功率要求的话，还得考虑光耦的功率接口设计问题。

1 光电耦合器非线性的克服光电耦合器的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示；输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。

由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。

图1 光电耦合器结构及输入、输出特性解决方法之一，利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器，T1和T2，以及2个射极跟随器A1和A2组成，如图2所示。

如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器，可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的，即K1(I1)=K2(I1)，则放大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。

由此可见，利用T1和T2电流传输特性的对称性，利用反馈原理，可以很好的补偿他们原来的非线性。

图2 光电耦合线性电路另一种模拟量传输的解决方法，就是采用VFC(电压频率转换)方式，如图3所示。

现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号)，电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列，通过光耦隔离后送出。

光电耦合器使用常识

光电耦合器使用常识简易测试方法由于光电耦合器的组成方式不尽相同，所以在检测时应针对不同的结构特点，采取不同的检测方法。

例如，在检测普通光电耦合器的输入端时，一般均参照红外发光二极管的检测方法进行。

对于光敏三极管输出型的光电耦合器，检测输出端时应参照光敏三极管的检测方法进行。

1.万用表检测法。

这里以MF50型指针式万用表和4脚PC817型光电耦合器为例，说明具体检测方法：首先，按照图1（a）所示，将指针式万用表置于“R×100”（或“R×1k”）电阻挡，红、黑表笔分别接光电耦合器输入端发光二极管的两个引脚。

如果有一次表针指数为无穷大，但红、黑表笔互换后有几千至十几千欧姆的电阻值，则此时黑表笔所接的引脚即为发光二极管的正极，红表笔所接的引脚为发光二极管的负极。

然后，按照图1（b）所示，在光电耦合器输入端接入正向电压，将指针式万用表仍然置于“R×100”电阻挡，红、黑表笔分别接光电耦合器输出端的两个引脚。

如果有一次表针指数为无穷大（或电阻值较大），但红、黑表笔互换后却有很小的电阻值（＜100Ω），则此时黑表笔所接的引脚即为内部NPN型光敏三极管的集电极c、红表笔所接的引脚为发射极e。

当切断输入端正向电压时，光敏三极管应截止，万用表指数应为无穷大。

这样，不仅确定了4脚光电耦合器PC817的引脚排列，而且还检测出它的光传输特性正常。

如果检测时万用表指针始终不摆动，则说明光电耦合器已损坏。

图1 光电耦合器的检测需要说明的是：光电耦合器中常用红外发光二极管的正向导通电压较普通发光二极管要低，一般在1.3V以下，所以可以用指针式万用表的“R×100”电阻挡直接测量，并且图1（b）中的电池G电压取1.5V（用1节5号电池）即可。

还可用图1（a）所示的万用表接线直接取代图1（b）所示的输入端所接正向电压（即电阻器R和电池G），使测量更方便，只不过需要增加一块万用表。

至于多通道光电耦合器的检测，应首先将所有发光二极管的管脚判别出来，然后再确定对应的光敏三极管的管脚。

光电耦合器的应用与使用注意事项

光电耦合器的应用与使用注意事项摘要：本文主要介绍了光藕及其应用。

关键词：光耦；应用光耦合器自70年代发展起来后，已经得到了广泛的应用，下面举两个实例进行说明。

案例1当我们要设计一组开关电源时，从安全以及抗干扰角度考虑，很多时候不希望是热地（即希望将高频变压器的初级侧与次级侧的电源进行隔离，以提高弱电侧的安全性）。

我们将上面的要求以及同时将开关电源的其他特性考虑进去，基本上发现开关电源具有以下几个特征：1、需要初级侧的电源与次级侧的电源进行隔离；2、开关具有高频率特性；3、输由电压需要能够实时地反馈给初级端控制芯片，以便芯片做由控制；4、次级侧的电压变化能够线性地反馈到初级侧；5、初级侧与零火线直接相连，要求次级侧的电源不受初级侧的电源干扰；在解决以上几点要求上，光耦体现了其价值，而且设计简单。

光耦的线性特性，能够使次级侧的输由线性地反馈到初级侧；光耦的非机械触点可以迅速开通与关闭，实现了开关电源实时、迅速的要求，同时还具备无寿命要求；更重要的是，其是隔离的，可以完全隔断初级侧与次级侧，使次级侧不受初级侧的影响。

图1是一个简单的开关电源示意。

该开关电源的工作原理当输由电压升高时，光耦发光端电流增加，此时受光端电流也相应的增大，致使开关电源芯片减小开关管的导通时间或者导通频率，从而降低输由电压：相反，当输由电压降低时，光耦发光端电流减小、此时受光端电流也相应的减小,致使开关电源芯片增大开关管的导通时间或者导通频率、从而提高输由电压，并使输由电压稳定。

该设计充分利用了光耦的线性。

当然在使用上述电路时，需要保证光耦与稳压二极管的匹配，保证二者都工作在合理的电流范围内。

案例2当我们莫些时候需要一个非接触式开关时，光耦能够帮我们这个忙。

一股的时候，我们的开关基本上都是有触点的按一下, 按键闭合；再按一下，按键断开。

但假如莫些时候没有办法去接触，怎么办呢？光耦可以帮助我们，其只需要挡一下。

为实现遮挡的要求，我们将光耦的发光侧与受光侧拉大，同时将发光侧和受光侧分别集成在一个结构件中，同时在发光侧与受光侧中间保留一个空隙（见图2）。

计算机控制系统课后答案

2
从而： T1 ＝ 0.25 秒， 1 ＝ 0.04 秒， 1 ＝ 2/32 秒 0.196 秒。得 min ＝ 0.04秒。
3.6 求下列脉冲传递函数的终值
z2 ⑴ G( z ) ( z 0.8)( z 0.1)
(2) G ( z )
z ( z 2 z 1) (3) G( z ) 2 ( z 0.5z 1)( z 2 z 0.5)
查表求逆z变换得
g (kT ) 2k (1 k )
第三章习题
3.11 设被控对象传递函数为
K G (s) s 1
在对象前接有零阶保持器，试求广义对象的脉冲传递函数。
1 eTs Gh0 ( s) s 1 eTs K K Ts K Gp ( s) Gh0 ( s) G ( s) (1 e )( ) s s 1 s s 1 1 1 1 G ( z ) Z [Gp ( s)] (1 z ) K [ 1 T 1 ] 1 z 1 e z 1 e T K z e T
第五章习题
5.2 已知模拟控制器的传递函数为
1 Gc ( s) 2 s 0.2s 1
采样周期T=1s，试分别采用前向差分法和后向差分法求其等效的数字控制器，并画出 s 域和 z 域对应的极点位置，说明其稳定性。前向差分法
z 1 s T
后向差分法
1 z 1 s T
第五章习题答案
1 1 z 1
z 1 z 1 z2 (1) lim G ( z ) lim 0 z 1 z 1 z z ( z 0.8)( z 0.1) 1 1 1 (2) lim(1 z )G ( z ) lim(1 z ) 1 1 z 1 z 1 1 z z 1 z 1 z ( z 2 z 1) (3) lim G ( z ) lim 0 2 2 z 1 z 1 z z ( z 0.5 z 1)( z z 0.5)

光电耦合器的工作原理以及应用

光电耦合器的工作原理以及应用1. 工作原理光电耦合器（Optocoupler）是一种能够将输入端和输出端电气信号进行隔离的装置。

它由发光二极管（LED）和光敏三极管（Phototransistor）构成。

当输入端加上电压时，LED发出光信号，该光信号被光敏三极管接收后产生电流。

这种光电耦合的原理实质上是一种光控转换和能量传递的过程。

具体工作原理如下： 1. 输入端的电流通过限流电阻（Rx）流过发光二极管，使其发出一定功率的光信号。

2. 光信号经传输介质到达光敏元件，并激发出光敏元件的电子。

3. 光敏元件将光信号转换为电流信号，并通过输出端引出。

2. 主要构成部分光电耦合器的主要构成部分包括以下几个方面： - 发光二极管（LED）：将输入电流转换为光信号。

- 光敏三极管（Phototransistor）：将接收到的光信号转换为电流信号。

- 传输介质：用于将光信号从发光二极管传递到光敏三极管。

- 封装结构：提供外部环境下的物理保护和隔离。

3. 应用领域光电耦合器具有隔离、调制和数传等特点，广泛应用于以下领域：3.1 工业自动化控制系统光电耦合器在工业自动化控制系统中起到隔离和信号调制的作用。

它能够将电气信号转换为光信号并进行隔离，防止输入端的噪声、干扰等影响输出端的稳定性。

常见的应用包括： - PLC（可编程逻辑控制器）输入/输出模块 - 隔离式继电器输出模块 - 工业通信接口隔离3.2 通信设备光电耦合器在通信设备中用于隔离输入和输出信号，避免信号干扰和电气故障。

通信设备中常用到的应用包括： - 光纤调制解调器（光猫） - 光电耦合器串并转换器 - 光电耦合器隔离阵列模块3.3 医疗设备光电耦合器在医疗设备中起到信号隔离和电气保护的作用。

它能够将信号从控制电路隔离，确保患者和医护人员的安全。

常见的应用有： - 医疗设备输入/输出模块 - 医疗设备控制系统 - 医疗器械接口隔离3.4 电力电子设备光电耦合器在电力电子设备中用于信号隔离、电气保护和触发控制。

光耦使用方法

光耦使用方法
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一、什么是光耦
光耦是一种用于信号传输的光电设备，它可以实现非接触式传输，其结构由一对光电耦合器和一对直流电导体构成。

由于光耦在执行传输过程中，采用了无接触方式，解决了常见的接触电路中传输时受材料老化等影响的问题，并且具有非常优良的可靠性、稳定性，从而成为了目前较为流行的电子技术之一。

二、光耦使用注意事项
1、光耦具有良好的绝缘性，但是由于它的结构简单，需要注意
安装时确保光耦头上没有任何污染，否则会影响工作效果；
2、在连接时应注意风扇方向，保证风扇的运转方向正确，或者
调整电流面的边缘距离；
3、在使用光耦时应注意产品的安全性，确保其使用环境符合要求，否则可能会导致电路短路，损坏产品；
4、光耦模块电压的高低必须根据使用场合进行选择，另外，模
块安装时也应注意散热；
5、在使用光耦时，需要避免高速静电，而且还要保证环境温度，避免过高或过低的温度环境；
6、光耦的开关模型选择时，应根据信号的电流电压等参数进行
选择。

三、光耦的应用领域
1、电源自动控制：由于光耦具有良好的可靠性和可用性，可以用于开关控制，实现电源的自动控制；
2、工业控制：光耦可以和工控机进行对接，实现不同设备的控制；
3、智能家居：光耦可以应用于智能家居，实现家居设备的智能化，提高家居的便捷性；
4、人机界面：具有非接触性的光耦，可以应用于人机界面，实现人机交互；
5、航空航天：由于光耦具有良好的可靠性，特别是在航空航天中，可以用于低电压电流系统，以保证飞行电路的安全。

光电耦合器应用

光电耦合器应用光电耦合器是一种传感器和控制器之间的接口，它可以将光信号转换成电信号。

光电耦合器具有高精度、高速度、低功耗、小型化和免磁干扰等特点，因此被广泛应用于自动控制、机器视觉、光电通信、仪器仪表、电力电子等领域。

一、自动控制领域在自动控制领域，光电耦合器可以用来作为开关、传感器、放大器、隔离器、数字转换器和模数转换器等。

例如，当光电耦合器作为隔离器时，可以将输入和输出隔离，避免潜在的电磁干扰。

当光电耦合器作为数字转换器时，可以将输入的数字信号变成相应的电信号，以便进行数字化处理。

二、机器视觉领域机器视觉领域中，光电耦合器通常用来检测和测量光信号，以便实现对物体形状、颜色、纹理等特征的识别与分类。

例如，光电耦合器可以在自动化制造系统中用来检测产品表面的缺陷，例如磨痕、裂纹等。

此外，光电耦合器也可以用来测量激光干涉图中两个激光点之间的距离，以便计算物体表面的形状。

三、光电通信领域光电耦合器在光电通信领域起到了非常重要的作用，它可以将光信号转换成电信号，然后再通过电线进行传输。

例如，在音频设备中，光电耦合器可以将音频信号转换成电信号，以便进行信号放大和处理。

此外，光电耦合器也可以用于光纤通信中，通过将光信号转换成电信号，以便将信号传输到需要处理的设备。

四、仪器仪表领域在仪器仪表领域，光电耦合器通常用于隔离输入和输出信号，以防止干扰，同时也可以用来控制电路。

例如，光电耦合器可以在电功率仪表中用来隔离输入信号和输出信号，同时还可以防止外部电磁干扰。

此外，光电耦合器还可以用来控制温度、湿度、压力和振动等传感器的输出。

五、电力电子领域在电力电子领域，光电耦合器通常用于隔离输入和输出信号，防止高电压的干扰。

例如，在交流电源中，光电耦合器可以用来隔离输入端和输出端，同时还可以将输入的电流和电压转换成相应的电信号，以便进行数字化处理和电力控制。

此外，光电耦合器还可以在高压直流输电中充当隔离器，以防止高电压的干扰，从而保护电路的稳定性。

【精选】6N137引脚图,参数,特性,真值表及应用注意事项

高速光电耦合器(光耦)6N137引脚图,参数,特性,真值表及应用注意事项6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850 nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。

具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。

其工作原理是: 6N137的结构原理如图1所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。

当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。

6N137特性：①转换速率高达10MBit/s;②摆率高达10kV/us;③扇出系数为8;④逻辑电平输出;⑤集电极开路输出;6N137电气参数：最大输入电流，低电平：250uA∙最大输入电流，高电平：15mA∙最大允许低电平电压(输出高)：0.8v∙最大允许高电平电压：Vcc∙最大电源电压、输出：5.5V∙扇出(TTL负载)：8个(最多)∙工作温度范围：-40°C to +85°C∙典型应用：高速数字开关，马达控制系统和A/D转换等6N137引脚图及内部结构6N137光耦合器的内部结构、管脚如图1所示。

6N137光电耦合器的真值表如表1所示：6N137典型应用电路6N137典型应用电路如图2所示，若以脚2为输入，脚3接地，则真值表如附表所列，这相当于非门的传输，若希望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚3输入，脚2接高电平。

隔离器使用方法如图2所示，假设输入端属于模块I，输出端属于模块II。

输入端有A、B两种接法，分别得到反相或同相逻辑传输，其中RF 为限流电阻。

光电耦合器的应用与使用注意事项精品文档9页

国内的消费者很多是“面子消费”者，这一点很难用经济学去解读清楚，他们中的很多人并不是按照理性的穷人逻辑或者富人逻辑来决策自己的购买。

所以商家对付穷人最好的促销办法就是，先给商品一个昂贵的价格，然后再给一个极低的折扣，这样让穷人觉得占了很大便宜。

富人从来不屑于干这样的事，他们不想更麻烦。

对于他们来说，时间才是宝贵的，便捷才最重要，他们想在什么时候消费就在什么时候消费，对于他们来说，他们的经济条件可以让他们获得更多的自由度。

他们的购买总是即兴的，他们更喜欢在实体店里体验消费，享受店员为他们的讲解和赞誉，尽管他们知道那是阿谀之词。

他们会询问有没有折扣DGS70-127B(A)矿用隔爆型投光灯，但其实他们只是为了证明自己的精明，并不在意有多大折扣。

相对来说，富人更在意购物的体验过程，很多时候富人的消费愉悦只是购物后拥有的一刹那，事后他们往往对已经拥有的商品并没有多大兴趣了，甚至是买回去后，再也没有用过。

富人不懂得网购、不懂得团购、不懂得秒杀。

他们更懂得名牌，懂得名牌间的细微差距，他们总是津津乐道并放大那些细微的见识，用以印证自己是个有品位的人如果我们把人分作穷人和富人，把商品分作必需品和奢侈品，我们就可把这些要素纳入一张表中，在这张表中我们可以清晰地看到，穷人对必需品的需求弹性大，而富人对奢侈品的需求弹性大轴承钢管生产厂。

这也就解释了为什么：穷人对必需品很容易情绪紧张，富人超喜欢名牌打折！中国的消费者结构发生了变化，所以，一方面我们看到消费者对CPI的增长怨声一片，另一方面我们也看到在奢侈品领域繁荣一片。

这都是真实的，穷人不明白富人为何买那些没用的东西，富人不明白穷人为何那么斤斤计较。

穷“富人”与富“穷人”如果你单纯地认为中国的穷人与富人已经划分清楚，穷人在意必需品，富人在意奢侈品，那你就错了！中国的消费者不是可以简单地用穷人和富人来分得开的，中国历来都有“穷大方”，“富抠门”的说法，更多的消费者是兼具这两种品性的。

光电耦合器及其应用

光电耦合器及其应用光电耦合器也被称为光电隔离器，简称光耦。

光电耦合器是以光为传输媒介来传输电信号的器件。

通常把发光二极管与光敏晶体管封装在同一管壳内，当光电耦合器的输入端加电信号时发光二极管发出光线，光敏晶体管接收光线之后从输出端产生电流流出，光电耦合器的光-电反应是随着光的变化而变化的，从而实现了“电-光-电”的转换，实现隔离电信号的传递。

线性光电耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号，并且得到了广泛的应用。

光电耦合器的主要优点是单向信号传输，使输入信号和输出信号实现了隔离，具有很强的抗干扰能力。

光电耦合器具有使用寿命长、传输效率高、体积小等特点，在电子电路中得到了广泛的应用。

光电耦合器可以广泛用于级间耦合、信号传输、电气隔离、电路开关及电平转换等应用场合。

在开关电源电路中可以利用光电耦合器来构成反馈回路，通过光电耦合器的调整、控制输出电压，达到稳定输出电压的目的。

电流传输比CTR是光电耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比来表示。

当输出电压保持恒定时，电流传输比CTR等于直流输出电流与直流输入电流的百分比。

采用一只光敏晶体管的光电耦合器，电流传输比CTR的范围大多为20%~300%（如4N35），光电耦合器PC817的电流传输比CTR 为80%~160%，达林顿型光电耦合器（如4N30）的电流传输比CTR 可达100%~5000%。

这表明要获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。

光电耦合器按输入、输出信号之间的线性与非线性关系可以分为线性光电耦合器和非线性光电耦合器两大类。

根据不同的用途，可选用不同类型的光电耦合器。

普通光电耦合器的CTR与输入电流关系是非线性的，在输入电流较小时的非线性失真尤为严重，因此它不适合传输模拟信号。

线性光电耦合器的CTR与输入电流关系具有良好的线性度，特别是小信号时，其交流电流传输比很接近于直流电流传输比CTR值，因此适合于传输模拟电压或电流信号，输出与输入之间呈线性关系，这是线性光电耦合器的重要特性。

光耦的用法

光耦的用法一、光耦简介光耦合器（英文：Optical Coupler，简称：光耦）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。

它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。

当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。

光耦合器主要由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。

输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收后，进一步转换为电信号，最后经后级放大形成响应的输出信号。

因此光耦合器输入的是电信号，输出的是电信号。

二、光耦的种类根据其工作方式的不同，可分为线性光耦和开关光耦；按照接收管的结构不同，线性光耦又可分为有光电二极管式和光电晶体管式两种；开关光耦又分为晶体管—晶体管（T—T）式、晶体管—晶体管（N—P—N）式、晶体管—晶体管（P—N—P）式等类型。

此外，还有达林顿（射极跟随器）型、双管式和差分式等光耦合器。

三、光耦的工作原理光耦合器的工作原理是：在输入端加电信号使发光源发光，发光管产生的光线照射在受光器上，转换成电信号后再传输到输出端，以完成对于电路的隔离与传输。

其结构一般有光纤式和集成式两类，但目前应用最广、产量最大的为集成式结构的光耦合器。

它又可分为“塑封型”和“密封型”两大类，其中“塑封型”又分为直插封装型和贴片封装型两种。

四、光耦的选择与使用由于线性光耦是线性工作的器件，它在模拟电路中的应用优于数字电路。

选择一个好的光耦需要考虑一下因素：1.隔离电压：选择隔离电压高的器件。

2.传输速度：根据电路中电信号的频率选择不同截止频率的光耦。

3.带宽：根据电路的带宽选择不同带宽的光耦。

4.饱和压降：对与一般的数字逻辑来说，应选择饱和压降尽可能小的器件。

5.线性度：选择线性度好的器件。

线性度越接近1越好。

在选择完光耦之后就要看是否能够符合你的实际电路使用了，注意最大和最小的工作电压、电流，这些会影响到整个电路的性能和稳定性。

光电耦合器的应用与使用注意事项

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光耦使用注意事项
为了用好光耦，需要注意一些
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表１Ｃ８１不同系列对应的ＣＴＲＰ７

光电耦合器用法

光电耦合器用法
1. 嘿，光电耦合器可以用来隔离信号呀！比如说在一些电路中，不想要前级的干扰影响到后级，这不就像给信号穿上了一层保护衣嘛！把光电耦合器用上，信号就能安稳地传递啦！
2. 哇哦，光电耦合器还能进行信号转换呢！就好像一个神奇的魔法棒，把一种信号变成另一种。

比如在某些设备里，把光信号转变成电信号，厉害吧！
3. 嘿呀，它也能增强信号呢！就好比给微弱的信号打了一针强心剂，让它变得强大有力。

像一些传感器的信号很弱，光电耦合器就能让它变得清晰可辨啦！
4. 你知道吗？光电耦合器能实现电气隔离哟！这可太重要啦，就像在两个世界之间拉起一道屏障，避免危险的电流乱跑。

比如高压电路和低压电路之间，它可立下大功啦！
5. 哎呀呀，光电耦合器用来控制开关也超棒呀！就如同是一个精准的指挥官，让电路的开关听从它的指挥。

像一些自动控制的场景里，它可发挥大作用喽！
6. 嘿，光电耦合器在传输数据时也很厉害哟！就好像是数据的快递员，准确无误地把数据送到目的地。

比如在一些通信系统中，有它就能放心啦！
7. 哇，光电耦合器的用法可真多呀！它真的是电路世界里的多面手，在各种场合都能大显身手呢！我觉得这东西简直太神奇啦，一定要好好利用它呀！。

光电耦合器的应用

光电耦合器件发展趋势及地位光电耦合器是一种光电结合的新型器件。

光电祸合器件制作工艺发展很快，新的光电耦合器件不断出现。

因为光电耦合器件有其它电子器件不具备的性能，因此它被广泛地应用于计量仪器、精密仪器、过程控制、计算机系统、通信设备、医疗设备及家用电器中。

随着工艺技术的不断提高，可望将有更高集成水平、更大工作电流、更高工作速度、原副边耐压更高的光电耦合器件出现。

光电耦合器件有更广泛的应用前景，它将会替代一些与之相比性能较差的电子器件。

光电耦合器的结构特点和特点光电耦合器的主要结构是把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内，然后利用发光器件的管脚作输入端，而把光接收器的管脚作为输出端。

当在输入端加电信号时，发光器件发光。

这样，光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。

从而实现了以“光”为媒介的电信号传输，而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。

这样就构成了一种中间通过光传输信号的新型半导体光电子器件。

光电耦合器的封装形式一般有管形、双列直插式和光导纤维连接三种。

图1是三种系列的光电耦合器电路图。

光电耦合的主要特点如下：•输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于1010Q ,耐压一般可超过1kV,有的甚至可以达到10kV以上。

•由于“光”传输的单向性，所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象，其输出信号也不会影响输入端。

•由于发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流的电压信号。

因此光电耦合器件的共模抑制比很大，所以，光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。

•容易和逻辑电路配合。

•响应速度快。

光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒级。

•无触点、寿命长、体积小、耐冲击。

——100 <b)G0——200 <c)GO—-300光耦的主要性能特点如下：①隔离性能好，输入端与输出端完全实现了电隔离，其绝缘电阻RISO 一般均能达到1010Q以上，绝缘耐压VISO在低压时都可满足使用要求，高耐压一般能超过lkV,有的可达10kV以上。

科普：光电耦合器的应用及分类

科普：光电耦合器的应用及分类1 、简述光电耦合器（英文：optical coupler 或photo coupler），亦称光耦合器、光隔离器以及光电隔离器，简称光耦。

这种器件的想法是在1963由Akmenkalns等人提出（美国专利号：US patent 3,417,249），并且以光敏电阻为基础的光电耦合元件在1968年问世。

它是以光（含可见光、红外线等）作为媒介来传输电信号的一组装置，其功能是平时让输入电路及输出电路之间隔离，在需要时可以使电信号通过隔离层的传送方式。

这样就使得光信号（发射端）和电信号（接收端）互不干扰，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

目前常见的各类光电耦合器的实物图如下：（图1：常见的各种光耦）2 、原理及构造如下图（2）所示，光电耦合器一般由三部分组成：光电发射端、光电接收端、输出端信号放大及整形及驱动变换电路单元。

其基本作用原理是：输入的电信号驱动光发射源（各种波长的LED发光二极管或激光，还有早期使用的电灯泡、霓虹灯等），使之发光，而物理空间隔离的另外一端由光探测器（光敏电阻、光芒二极管、光敏三极管等）接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。

这就完成了“电—>光—>电”的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。

值得一提的是：图(2)中最下面的那种光耦结构，由于发射端和接收端空间距离较远，相比上面那种结构光耦，具有更高的爬电距离或隔离电压等级。

3、分类&特性根据光电耦合器件输出端的不同电路结构和特性，大致可分类如下几种：3-1. 晶体管输出型光耦这是最常见的光耦，输入端分为直流信号或交流信号控制型，输出端都是晶体管（单体或达林顿---具有更高的电流传输比）。

这种类型的光耦凭借其价格低和通用性特点广泛使用于各种应用。

晶体管输出光耦的特点是：大电流传输比（CTR）、高耐压、低输入电流。

因为这类光耦，光电接收器使用的是光敏三极管，所以缺点也是明显的：传输速度较慢，时序延时较大。

光电耦合器的使用技巧

光电耦合器的使用技巧光耦的使用技巧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。

目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器。

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。

对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。

但是，使用光耦隔离需要考虑以下几个问题：①光耦直接用于隔离传输模拟量时，要考虑光耦的非线性问题；②光耦隔离传输数字量时，要考虑光耦的响应速度问题；③如果输出有功率要求的话，还得考虑光耦的功率接口设计问题。

1.光电耦合器非线性的克服光电耦合器的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示；输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。

由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。

图1光电耦合器结构及输入、输出特性解决方法之一，利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器，T1和T2，以及2个射极跟随器A1和A2组成，如图2所示。

如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器,可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的，即K1(I1)=K2(I1)，则放大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。

图2 光电耦合器电路图由此可见，利用T1和T2电流传输特性的对称性，利用反馈原理，可以很好的补偿他们原来的非线性。

另一种模拟量传输的解决方法，就是采用VFC(电压频率转换)方式，如图3所示。

现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号)，电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列，通过光耦隔离后送出。

在主机侧，通过一个频率电压转换电路将脉冲序列还原成模拟信号。

此时，相当于光耦隔离的是数字量，可以消除光耦非线性的影响。

光电耦合器应用

光电耦合器应用光电耦合器是一种将光电转换相结合的器件，广泛应用于电子信息领域中。

它的主要作用是将光信号转换成电信号，或者将电信号转换成光信号，实现不同介质之间的信息传递。

一般来说，光电耦合器由光电转换器和电光转换器两部分组成。

光电转换器是将光信号转换成电信号的部分，它包括一个光敏元件和一个放大电路。

当光照射到光敏元件上时，它会产生电流信号，通过放大电路放大后输出。

而电光转换器则是将电信号转换成光信号的部分，它包括一个发光二极管和一个驱动电路。

当电信号输入到驱动电路时，它会控制发光二极管发出光信号。

光电耦合器的应用非常广泛。

在通信系统中，光电耦合器可以将光纤与电子设备连接起来，实现光信号和电信号之间的转换。

在工业领域中，光电耦合器可以用于测量光强度、检测光源、控制机器人等。

此外，在医疗领域中，光电耦合器也可以用于脑电图、心电图等医学设备中。

在实际应用中，光电耦合器有许多优点。

首先，它可以实现信号的隔离，避免了电子设备之间的相互干扰。

其次，光电耦合器的速度非常快，可以实现高速数据传输。

此外，光电耦合器还具有抗干扰能力强、工作稳定可靠等优点。

然而，光电耦合器也存在一些缺点。

首先，它的成本相对较高，不适合于低成本的应用场合。

其次，光电耦合器的精度受到环境光的影响较大，需要采取一些措施来降低环境光的影响。

光电耦合器作为一种将光电转换相结合的器件，在电子信息领域中有着广泛的应用。

它可以实现信号的隔离、高速数据传输等优点，同时也存在着成本高、受环境光影响较大等缺点。

随着技术的不断发展，相信光电耦合器在未来的应用场景中会更加广泛。

(整理)贴片式光电耦合器及其应用

贴片式光电耦合器及其应用光电耦合器(以下简称光耦)是一种发光器件和光敏器件组成的光电器件。

它能实现电—光—电信号的变换，并且输入信号与输出信号是隔离的。

目前极大多数的光耦输入部分采用砷化镓红外发光二极管，输出部分采用硅光电二极管、硅光电三极管及光触发可控硅。

这是因为峰值波长900～940nm的砷化镓红外发光二极管能与硅光电器件的响应峰值波长相吻合，可获得较高的信号传输效率。

光耦的结构光耦的内部结构(剖面)如图1所示。

光耦输入部分大都是红外发光二极管，输出部分有不同的光敏器件，如图2所示。

这里要说明的是，图2(c)的输入部分有两个背对背的红外发光二极管，它用于交流输入的场合；图2(d)采用达林顿输出结构，它可使输出获得较大的电流；图2(e)、2(f)的输出由光触发双向可控硅组成，它们主要用来驱动交流负载。

图2(e)与图2(f)的差别是图2(f)有过零触发控制(图中的“ZC”即“过零”的意思)，而图2(e)没有过零触发控制电路。

基本电路光耦的基本电路如图3所示。

图3(a)的负载电阻RL接在发射极及地之间，图3(b)的负载电阻RL接在电源Vdd与集电极之间。

在图3(a)中，输入端加上Vcc电压，经限流电阻Rin后，有一定的电流IF流经红外发光二极管，IF与Vcc、发光二极管的正向压降VF及Rin的关系为：IF=(Vcc-VF)/Rin。

式中的VF取1.3V。

IF的最大值由资料给出(一般工作时IF≤10mA)。

发光二极管发光后，光电三极管导通，集电极电流Ic由Vdd经光电三极管流过RL到地，使输出电压Vout=Ic×RL(或Vout=Vdd-VCE，VCE为光电三极管的管压降)。

图3(b)的工作原理与图3(a)相同，不再重复。

图3中输入、输出也可用各自的地。

从图3(a)可以看出；输入端不加Vcc电压，输出端Vout=0V，输入端加了Vcc电压，负载得电，这个功能相当于“继电器”。

如果在输入端加幅值为5V的脉冲(如图4所示)，输出端Vdd=12V，RL=10kΩ，则输出的脉冲幅值接近12V，从这功一能来看，相当于“变压器”；若输入电压从0跃变到+5V，输出则从0跃变到接近12V，它又可用作电平转换。