原装光耦PC817B

光电耦合的主要特点如下：
1.输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于10000MΩ，耐压一般可**过1kV，有的甚至可以达到10kV以上。
2.由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，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。
3.由于发光器件（砷化镓红外二管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流电压信号。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。
4.容易和逻辑电路配合。
5.响应速度快。光电耦合器件的时间常数通常在毫秒甚至微秒级。
6.无触点、寿命长、体积小、耐冲击。

实用技巧：
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管，因此，它的输入特性可用发光二管的伏安特性来表示；输出端是光敏三管，因此光敏三管的伏安特性就是它的输出特性。由此可见，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。
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个射跟随器A1和A2组成。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。
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。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。这是一种有效、简单易行的模拟量传输方式。
当然，也可以选择线性光耦进行设计，如精密线性光耦TIL300，高速线性光耦6N135/6N136。线性光耦一般价格比普通光耦高，但是使用方便，设计简单；随着器件价格的下降，使用线性光耦将是趋势。
2：提高光电耦合器的传输速度
当采用光耦隔离数字信号进行控制系统设计时，光电耦合器的传输特性，即传输速度，往往成为系统大数据传输速率的决定因素。在许多总线式结构的工业测控系统中，为了防止各模块之间的相互干扰，同时不降低通讯波特率，我们不得不采用高速光耦来实现模块之间的相互隔离。常用的高速光耦有6N135/6N136，6N137/6N138。但是，高速光耦价格比较高，导致设计成本提高。这里介绍两种方法来提
高普通光耦的开关速度。由于光耦自身存在的分布电容，对传输速度造成影响，光敏三管内部存在着分布电容Cbe和Cce。由于光耦的电流传输比较低，其集电负载电阻不能太小，否则输出电压的摆幅就受到了限制。但是，负载电阻又不宜过大，负载电阻RL越大，由于分布电容的存在，光电耦合器的频率特性就越差，传输延时也越长。
用2只光电耦合器T1，T2接成互补推挽式电路，可以提高光耦的开关速度。当脉冲上升为“1”电平时，T1截止，T2导通。相反，当脉冲为“0”电平时，T1导通，T2截止。这种互补推挽式电路的频率特性大大**单个光电耦合器的频率特性。
此外，在光敏三管的光敏基上增加正反馈电路，这样可以大大提高光电耦合器的开关速度。通过增加一个晶体管，四个电阻和一个电容，实验证明，这个电路可以将光耦的大数据传输速率提高10倍左右。
3：光耦的功率接口设计
微机测控系统中，经常要用到功率接口电路，以便于驱动各种类型的负载，如直流伺服电机、步进电机、各种电磁阀等。这种接口电路一般具有带负载能力强、输出电流大、工作电压高的特点。工程实践表明，提高功率接口的抗干扰能力，是保证工业自动化装置正常运行的关键。
就抗干扰设计而言，很多场合下，既能采用光电耦合器隔离驱动，也能采用继电器隔离驱动。一般情况下，对于那些响应速度要求不很高的启停操作，我们采用继电器隔离来设计功率接口；对于响应时间要求很快的控制系统，采用光电耦合器进行功率接口电路设计。这是因为继电器的响应延迟时间需几十ms，而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内，同时采用新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计，可以达到简化电路设计，降低散热的目的。
对于交流负载，可以采用光电可控硅驱动器进行隔离驱动设计，例如TLP541G，4N39。光电可控硅驱动器，特点是耐压高，驱动电流不大，当交流负载电流较小时，可以直接用它来驱动。当负载电流较大时，可以外接功率双向可控硅。其中，R1为限流电阻，用于限制光电可控硅的电流；R2为耦合电阻，其上的分压用于触发功率双向可控硅。当需要对输出功率进行控制时，可以采用光电双向可控硅驱动器，例如MOC3010。

性能特点：
光耦合器的主要优点是单向传输信号，输入端与输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR）、仪器仪表、通信设备及微机接口中。由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小，因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小，它所能提供的电流并不大，不易使半导体二管发光；由于光电耦合器的外壳是密封的，它不受外部光的影响；光电耦合器的隔离电阻很大（约1012Ω）、隔离电容很小（约几个pF）所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。线性方式工作的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加控制电压，在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级的电路的电压。线性光电耦合器由发光二管和光敏三管组成，当发光二管接通而发光，光敏三级管导通，光电耦合器是电流驱动型，需要足够大的电流才能使发光二管导通，如果输入信号太小，发光二管不会导通，其输出信号将失真。在开关电源，尤其是数字开关电源中。
采用一只光敏三管的光耦合器，CTR的范围大多为20%～300%（如4N35），而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦合器（如4N30）可达**～5000%。这表明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。因此，CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲线。
普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性，在IF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。线性光耦合器的CTR-IF特性曲线具有良好的线性度，特别是在传输小信号时，其交流电流传输比（ΔCTR=ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。因此，它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。
必须遵循下列原则：所选用的光电耦合器件必须符合**的有关隔离击穿电压的标准；由英国埃索柯姆（Isocom）公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列（如4N25 、4N26、4N35）光耦合器

技术参数：
一、输入特性
光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二管的特性。常见的参数有：
1. 正向工作电压Vf（Forward Voltage）
Vf是指在给定的工作电流下，LED本身的压降。常见的小功率LED通常以If=20mA来测试正向工作电压，当然不同的LED，测试条件和测试结果也会不一样。
2. 反向电压Vr（Reverse Voltage ）
是指LED所能承受的大反向电压，**过此反向电压，可能会损坏LED。在使用交流脉冲驱动LED时，要特别注意不要**过反向电压。
3. 反向电流Ir（Reverse Current）
通常指在大反向电压情况下，流过LED的反向电流。
4. 允许功耗Pd（Maximum Power Dissipation）
LED所能承受的大功耗值。**过此功耗，可能会损坏LED。
5. 中心波长λp（Peak Wave Length）
是指LED所发出光的中心波长值。波长直接决定光的颜色，对于双色或多色LED，会有几个不同的中心波长值。
6. 正向工作电流If（Forward Current）
If是指LED正常发光时所流过的正向电流值。不同的LED，其允许流过的大电流也会不一样。
7. 正向脉冲工作电流Ifp（Peak Forward Current）
Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。为保证寿命，通常会采用脉冲形式来驱动LED，通常LED规格书中给中的Ifp是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。
二、输出特性
光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三管的特性，与普通的三管类似。常见的参数有：
1. 集电电流Ic（Collector Current）
光敏三管集电所流过的电流，通常表示其大值。
2. 集电-**电压Vceo（C-E Voltage）
集电-**所能承受的电压。
3. **-集电电压Veco（E-C Voltage）
**-集电所能承受的电压
4. 反向截止电流Iceo
5. C-E饱和电压Vce(sat)（C-E Saturation Voltage）
四、传输特性：
1．电流传输比CTR（Current Transfer Radio）
2．上升时间Tr （Rise Time）& 下降时间Tf（Fall Time）
其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。
三、隔离特性
1．入出间隔离电压Vio（Isolation Voltage）
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2．入出间隔离电容Cio（Isolation Capacitance）：
光耦合器件输入端和输出端之间的电容值
3．入出间隔离电阻Rio：（Isolation Resistance）
半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
光耦合器的技术参数主要有发光二管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电-**反向击穿电压V(BR)CEO、集电-**饱和压降VCE(sat）。此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时，它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离，在设计电路时，必须遵循下列原则：所选用的光电耦合器件必须符合国内和**的有关隔离击穿电压的标准；由英国埃索柯姆（Isocom）公司、美国FAIRCHILD生产的4N××系列（如4N25、4N26、4N35）光耦合器，在国内应用地十分普遍。可以用于单片机的输出隔离；所选用的光耦器件必须具有较高的耦合系数。
以下为光电耦合器的常用参数：
反向电流IR：在被测管两端加规定反向工作电压VR时，二管中流过的电流。
反向击穿电压VBR：被测管通过的反向电流IR为规定值时，在两间所产生的电压降。
正向压降VF：二管通过的正向电流为规定值时，正负之间所产生的电压降。
正向电流IF：在被测管两端加一定的正向电压时二管中流过的电流。结电容CJ：在规定偏压下，被测管两端的电容值。
反向击穿电压V(BR)CEO：发光二管开路，集电电流IC为规定值，集电与**集间的电压降。
输出饱和压降VCE(sat)：发光二管工作电流IF和集电电流IC为规定值时，并保持IC/IF≤CTRmin时（CTRmin在被测管技术条件中规定）集电与**之间的电压降。
反向截止电流ICEO：发光二管开路，集电至**间的电压为规定值时，流过集电的电流为反向截止电流。
电流传输比CTR：输出管的工作电压为规定值时，输出电流和发光二管正向电流之比为电流传输比CTR。
脉冲上升时间tr,下降时间tf：光耦合器在规定工作条件下，发光二管输入规定电流IFP的脉冲波，输出端管则输出相应的脉冲波，从输出脉冲*幅度的10%到90%，所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%，所需时间为脉冲下降时间tf。
传输延迟时间tPHL,tPLH：从输入脉冲*幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
入出间隔离电容CIO：光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。
入出间隔离电阻RIO：半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
入出间隔离电压VIO：光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值.

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