電子設(shè)計(jì)當(dāng)中-光耦設(shè)計(jì)那些事

我們知道常用的隔離器件有繼電器，撥碼開關(guān)，以及光耦等等，光耦器件是一種以光-電-光傳輸?shù)男问降?a target="_blank">信號隔離器件。它的優(yōu)勢就在于可以構(gòu)成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能好，由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。按輸出結(jié)構(gòu)分有三種：無基極引線光耦，有基極引線光耦，雙三極管的達(dá)林頓光耦。

這里要講一下我們的光耦分為普通光耦和線性光耦，普通光耦合器只能傳輸數(shù)字（開關(guān)）信號，不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器是一種新型光電隔離器件，它能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應(yīng)用領(lǐng)域大為拓寬。線性光耦與普通光耦的重要區(qū)別反映在電流傳輸比（CTR）上。CTR是光耦的重要參數(shù)，通常用直流電流傳輸比來表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。有公式（CTR=×100％）采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20％～300％（例如4N35），而PC817則為80％～160％。達(dá)林頓型光耦（如4N30）可達(dá)100％～5000％。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此CTR參數(shù)與晶體管的hFE有某種相似之處。

我們看下這個(gè)電路，Uin輸入的信號是PWM信號，當(dāng)輸入為正信號，UGS大于導(dǎo)通電壓，光耦左邊就會導(dǎo)通，光耦的左邊導(dǎo)通，內(nèi)部發(fā)光二極管工作發(fā)光，同時(shí)右邊的也就同樣的道理進(jìn)行導(dǎo)通，我們的負(fù)載得電，不過這里要注意，光耦的輸入端和輸出端的供電是不一樣，輸入端和輸出端的地也是不一樣。在頻率高的信號，光耦的開關(guān)速率也是需要我們一定要考慮的因素。

光耦到底如何算，我們把我們的光耦的左邊拿過來，如圖所示。

設(shè)計(jì)輸入電路的時(shí)候，關(guān)鍵在于限流電阻的取值，限流電阻的取值大小又由這個(gè)內(nèi)部的發(fā)光二極管的額定電流決定。

R3=VCC-這個(gè)二極管的正向?qū)▔航?二極管的額定電流。如果是達(dá)林結(jié)構(gòu)的我們計(jì)算方法也一樣。同時(shí)也要注意，光耦的耦合電容小于2pf的選取，

輸入端我們看完了我們看下我們的輸出端。

這里是輸出端的兩種形式，A的計(jì)算是Uout=VCC-ICR4，B的計(jì)算公式是Uout=IER5,我們圖一的計(jì)算就是可以按照我們的圖計(jì)算公式1得出UGS=VCC-ICR4-UCE。

電平轉(zhuǎn)換也是我們經(jīng)常用到的，輸入和輸出的電壓不一樣，下面這個(gè)電路就是用于電平轉(zhuǎn)換。