一文详解光耦的作用与分类、使用技巧

什么是光耦

光耦合器（opTIcalcouplerequipment，英文缩写为OCEP）又称光电隔离器或光电耦合器，简称光电耦合器。

它是一种以光为介质传输电信号的装置，通常是发光器(红外发光二极管)LED）与接收器（光敏半导体管，光敏电阻）密封在同一管壳中。

当发光器在输入端发出光时，接收器接收光后产生光电流，从输出端流出“电—光—电”转换。

光电耦合器以光为介质将输入端信号耦合到输出端，因其体积小、使用寿命长、无接触、抗干扰能力强、输出与输入之间绝缘、单向传输信号等优点，在数字电路中得到了广泛的应用。

电路标识

光耦的主要特点如下：

1.输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于10000MΩ，耐压一般可超过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（砷化镓红外二极管）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。

光耦的作用：

⑴应用于逻辑电路

⑵用作固体开关

⑶应用于触发电路

⑷光电耦合器应用于脉冲放大电路中的数字电路，可以放大脉冲信号。

⑸应用于线性电路

⑹应用于特殊场合

光耦的分类

由于光电耦合器的品种和类型非常多，在光电子DATA手册中，其型号超过上千种，通常可以按以下方法进行分类：

⑴按光路径分，可分为外光路光电耦合器(又称光电断续检测器)和内光路光电耦合器。外光路光电耦合器又分为透过型和反射型光电耦合器。

⑵按输出形式分，可分为：

a、光敏器件输出型，其中包括光敏二极管输出型，光敏三极管输出型，光电池输出型，光可控硅输出型等。

b、NPN三极管输出型，其中包括交流输入型，直流输入型，互补输出型等。

c、达林顿三极管输出型，其中包括交流输入型，直流输入型。

d、逻辑门电路输出型，其中包括门电路输出型，施密特触发输出型，三态门电路输出型等。

e、低导通输出型(输出低电平毫伏数量级)。

f、光开关输出型(导通电阻小于10Ω)。

g、功率输出型(IGBT/MOSFET等输出)。

h，光敏电阻型(通过光，控制输出电阻，输出电阻可以双向，可以交流，改变了PC817之类只能一个方向的不便，纯电阻材料，无极性输出，如LCR-0202)

光耦使用技巧

首先，为了使光耦合器构成的模拟隔离电路稳定实用，应尽量消除暗电流（ICBO）的影响，以提高线性度。这样可以做到静态工作点IFQ随温度的变化而自动调整，使输出信号保持对称性，使输入信号的动态范围随温度变化而自动变化，以抵消β值随温度变化的影响，保证电路工作状态的稳定性。

其次，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。在使用光耦时，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。