光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。

使用光耦器件的優(yōu)點(diǎn)是可以消除阻抗失配，并在小封裝尺寸中實(shí)現(xiàn)高隔離電壓和優(yōu)異的抗噪聲性。此外，光耦器件裝置還可用于傳輸直流和交流信號(hào)、模擬和數(shù)字信號(hào)以及中低頻信號(hào)。

光耦器件主要性能特點(diǎn)：無接觸，使用壽命長，體積小，耐沖擊，工作溫度范圍寬，符合工業(yè)和民用溫度標(biāo)準(zhǔn)。隔離性能良好。輸入端和輸出端完全電隔離。絕緣電阻很高。絕緣耐壓能滿足低壓運(yùn)行要求。有些高耐壓可以超過1kV，有些甚至可以超過10kV。發(fā)光和光敏器件的光譜匹配理想，響應(yīng)速度快，傳輸效率高。易于與邏輯電路連接。

光信號(hào)是單向傳輸?shù)?，輸出信?hào)對(duì)輸入端沒有反饋，這可以有效地阻斷電路或系統(tǒng)之間的電連接，但不會(huì)切斷它們之間的信號(hào)傳輸?？构材８蓴_能力強(qiáng)，能很好地抑制干擾和消除噪聲，工作穩(wěn)定可靠。光信號(hào)不受電磁干擾，因?yàn)楣怦钇骷妮斎胱杩剐∮谝话愀蓴_源的阻抗，所以光耦器件輸入端的分壓器的干擾電壓也很小，它能提供的電流也不大，使得半導(dǎo)體二極管很難發(fā)光。由于光耦器件外殼是密封的，因此不受外界光線的影響。此外，光耦器件具有大的隔離電阻和小的隔離電容，因此可以防止電路耦合產(chǎn)生的電磁干擾。

如何延長光耦器件的使用壽命，調(diào)整LED的占空比，以保持較低的平均電流，減少光耦器件的有效工作時(shí)間，降低LED二極管的工作電流和功耗，防止LED承受峰值瞬態(tài)電流。特別在使用電偶時(shí)千萬要注意確認(rèn)器件使用壽命，光耦的輸入LED光輸出會(huì)隨著時(shí)間的推移而減弱。必須確認(rèn)特性滿足要求，同時(shí)必須考慮器件在使用壽命目標(biāo)期間的退化趨勢(shì)。光耦的老化變化可以根據(jù)輸入電流(IF)和環(huán)境溫度來計(jì)算。

光耦電路設(shè)計(jì)的主要考慮因素之一是預(yù)期壽命，它取決于產(chǎn)品本身以及其中所包含的單個(gè)元件的壽命。在考慮元件時(shí)，有些元件可能會(huì)完全失效或隨著時(shí)間的推移性能下降。對(duì)于光耦合器而言，CTR 性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低，具體情況取決于工作條件。光耦的壽命可能會(huì)超過幾十年，因此需要使用更嚴(yán)苛的條件來加速壓力測試。對(duì)于可靠性測試而言，縮短壓力測試的時(shí)間并預(yù)測正常使用條件下的最終壽命是非常有意義的。在更高的溫度和電流的條件下測試光耦時(shí)，器件老化的過程比在正常工作條件下要快得多。CTR 的老化速度取決于工作時(shí)的正向電流 IF 和工作時(shí)的環(huán)境溫度TA。需要注意的是，可以通過降低 LED 的工作溫度并降低驅(qū)動(dòng)正向電流來減緩 CTR 老化。

線性光耦合器的選取原則。在設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下：1.光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。2.常見的ATX電源里面的光電耦合器(以下簡稱“光耦”)，通常為4個(gè)引腳，為雙列直插型，如何測量判斷其好與壞，如下：如果肉眼能看到光耦已爆開、裂開或者有燒焦的痕跡，哪樣肯定不能使用了，已損壞。3.選擇質(zhì)量好、價(jià)格貴的產(chǎn)品。選擇光電耦合器時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先考慮選擇知名廠家的產(chǎn)品，這樣可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量是光電耦合器非常重要的選擇因素，正常情況下，質(zhì)量越好的產(chǎn)品價(jià)格越貴。4.線性光耦合器的選取原則。在設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下：①光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。

審核編輯：湯梓紅