常见光电隔离电路图大全（七款常见光电隔离电路设计原理图详解）

光电隔离器是隔离器的一种，它是把发光器件与光敏接受器件集成在一起，或用一根光导纤维把两部分连接起来的器件。通常发光器件为发光二极管（LED），光接受器件为光敏晶体管等。加在发光器件上的电信号为耦合器的输入信号，接受器件输出的信号为隔离器的输出信号。当有输入信号加在光电隔离器的输入端时，发光器件发光，光敏管受光照射产生光电流，使输出端产生相应的电信号，于是实现了光电的传输和转换。其主要特点是以光为媒介实现电信号的传输，而且器件的输入和输出之间在电气上完全是绝缘的。

常见光电隔离电路图（一）

停电报警器

其电气原理图如图4所示。本装置利用的光电隔离器的型号为4N25。该电路主要由两部分组成。即交流电检测部分和音频振荡器部分组成。平时，市电经D1整流，C1滤波，得到约300V的直流电压，此直流电一路经R1使有电指示灯发光，另一路经R2送入4N25的输入端，使发光二极管发光，被光敏三极管接收而导通，集电极输出低电平，使T1、T2构成的音频振荡器和LED2均不工作。当电网突然停电，C1两端的电压消失，有电指示灯LED1熄灭，4N25的发光二极管也熄灭，使其光敏三极管截止，T1导通，音频振荡器起振，扬声器发出报警声，同时停电指示灯也闪闪发光，直到断开开关K或电网再来电为止。

常见光电隔离电路图（二）

数字传输隔离器

其电气原理如图5所示。此装置采用的光电隔离器为VICT22型。它可以在两个数字电路之间提供完全的电气隔离。低至+4V的输入信号也能使输出状态改变，且电路能够承受高达+100V的输入峰值电压而不击穿，T1、T2组成电流稳定器，把通过光电隔离器输入端回路的电流限制在7mA。稳压二极管D2提供基准参考电压，限定通过R2的电流。当输入信号点亮光电耦合器的发光二极管时，输出就改变状态。

常见光电隔离电路图（三）

计算机外部设备互连

电路电气原理如图6所示。为了防止强电干扰及其它干扰信号通过I/O控制电路进入计算机，通常的办法是先采用滤波吸收，抑制干扰信号的产生，然后采用光电隔离，使计算机与强电部件不共地，阻断干扰信号的传导。当计算机输出的信号为高电平时，经非门74LS04反相后，加到光电耦合器G中，发光二极管正端的电平为低电平，因此发光二极管不导通，没有光发出，这时三极管截止，输出信号几乎等于加在光敏三极管上的电源电压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏三极管导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道理，可将光电隔离器用于信息的输入电路中。

常见光电隔离电路图（四）

隔离要求信号通过隔离阻障传输，不能有直接电气连接。常用的非接触式信号传输器件有发光二极管（LED）、电容、电感等。此类器件的基本原理即是最常见的三种隔离技术：光电、电容、及电感耦合。LED能在通电时发光。光电隔离利用LED与光电探测设备实现隔离阻障，通过光来传输信号。

光电隔离电路

光电探测设备接受LED发出的光信号，再将其转换成原始电信号。光电隔离是最常用的隔离方法。使用光电隔离的优势是能够避免电气与磁场噪声。而缺点则是传输速度受限于LED的转换速度、高功率散射及LED磨损。

常见光电隔离电路图（五）

RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。 我们就先讲一下非隔离型的典型电路，非隔离型的电路非常简单，只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。如图1所示：

图1、典型485通信电路图（非隔离型）

当然，上图并不是完整的485通信电路图，我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻；在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。中间的R16是匹配电阻，一般是120Ω，当然这个具体要看你传输用的线缆。（匹配电阻：485整个通讯系统中，为了系统的传输稳定性，我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。所以我们一般在设计的时候，会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻，至于用还是不用，由现场人员来设定。当然，具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点，还得有待现场的专家们来解答。TVS我们一般选用6.8V的，这个我们会在后面进一步的讲解。

常见光电隔离电路图（六）

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。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器。

完成了大功率开关电源主回路设计，该电路采用的是全桥拓扑经过高频变压器转换再整流，实验项目是三相进线15V/6KA输出。其中，主回路的保护设计及报警设计是必不可少的。我首先想到的是，通过单片机输出控制继电器动作，而且由于抗干扰的要求，我必须通过光耦隔离。光耦隔离继电器保护电路设计应需而生。

主要电路设计如下图：

该继电保护主要隔离应用的是TI公司生产的TIL117光耦芯片。该芯片无需供电，通过光耦二极管上拉15V电源输出15mA即可正常工作，有效隔离了输出侧对主回路的电磁影响。

另外该电路还有一个+24V供电电源，大部分继电器设计的时候都需要24V，该电源设计图如下：

该电路主要的稳压芯片采用的是生产设计的UA7824芯片，该芯片输入电压可调范围宽，稳压性能好，功耗低价格低廉。在继电器电路设计的图纸中，稳压电源我大部分是用的这个芯片。

常见光电隔离电路图（七）

光电耦合器件把发光器件和光敏器件组装在一起，以光为媒介，实现输入和输出之间的电气隔离。光电耦合是一种简单有效的隔离技术，关键技术在于破坏了“地”干扰的传播途径，切断了干扰信号进入后续电路的途径，有效地抑制了尖脉冲和各种噪声干扰。电流传输比是光电耦合器件性能的一个重要标志，定义为输出电流与输入电流的比值。

光电耦合器的工作特性

TLP521-2光电耦合器是由两个单独的光电耦合器组成。一般来讲，光电耦合器由一个发光二极管和一个光敏器件构成。发光二极管的发光亮度L与电流成正比，当电流增大到引起结温升高时，发光二极管呈饱和状态，不再在线性工作区。光电二极管的光电流与光照度的关系可用IL∝Eu表述。其中，E为光照度，u=1±0.05，因此，光电流基本上随照度而线性增大。但一般硅光电二极管的光电流是几十微安，对于光敏三极管，由于其放大系数与集电极电流大小有关，小电流时，放大系数小，所以光敏三极管在低照度时灵敏度低，而在照度高时，光电流又呈饱和趋势。达不到线性效果。

因为不同的光电耦合器有不同的工作线性区，所以，在试验过程中，应该首先找到光电耦合器的线性区。光电耦合器TLP521-2的电流线性区大约为1～10mA。光电耦合器的偏置输入电路可以决定输入它的电流的范围，偏置电路设计的好，可以使得输入电流在很大范围内变化时，光电耦合器依然工作在线性区。

光耦隔离和驱动电路图