一文詳解光耦的作用與分類、使用技巧

什么是光耦

光耦合器（opTIcalcouplerequipment，英文縮寫為OCEP）又稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光電耦合器。

它是一種以光為介質傳輸電信號的裝置，通常是發光器(紅外發光二極管)LED）與接收器（光敏半導體管，光敏電阻）密封在同一管殼中。

當發光器在輸入端發出光時，接收器接收光后產生光電流，從輸出端流出“電—光—電”轉換。

光電耦合器以光為介質將輸入端信號耦合到輸出端，因其體積小、使用壽命長、無接觸、抗干擾能力強、輸出與輸入之間絕緣、單向傳輸信號等優點，在數字電路中得到了廣泛的應用。

電路標識

光耦的主要特點如下：

1.輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10000MΩ，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達到10kV以上。

2.由于光接收器只能接受光源的信息，反之不能，所以信號從光源單向傳輸到光接收器時不會出現反饋現象，其輸出信號也不會影響輸入端。

3.由于發光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅動性器件，而噪音是一種高內阻微電流電壓信號。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。

4.容易和邏輯電路配合。

5.響應速度快。光電耦合器件的時間常數通常在毫秒甚至微秒級。

6.無觸點、壽命長、體積小、耐沖擊。

光耦的作用：

⑴應用于邏輯電路

⑵用作固體開關

⑶應用于觸發電路

⑷光電耦合器應用于脈沖放大電路中的數字電路，可以放大脈沖信號。

⑸應用于線性電路

⑹應用于特殊場合

光耦的分類

由于光電耦合器的品種和類型非常多，在光電子DATA手冊中，其型號超過上千種，通?？梢园匆韵路椒ㄟM行分類：

⑴按光路徑分，可分為外光路光電耦合器(又稱光電斷續檢測器)和內光路光電耦合器。外光路光電耦合器又分為透過型和反射型光電耦合器。

⑵按輸出形式分，可分為：

a、光敏器件輸出型，其中包括光敏二極管輸出型，光敏三極管輸出型，光電池輸出型，光可控硅輸出型等。

b、NPN三極管輸出型，其中包括交流輸入型，直流輸入型，互補輸出型等。

c、達林頓三極管輸出型，其中包括交流輸入型，直流輸入型。

d、邏輯門電路輸出型，其中包括門電路輸出型，施密特觸發輸出型，三態門電路輸出型等。

e、低導通輸出型(輸出低電平毫伏數量級)。

f、光開關輸出型(導通電阻小于10Ω)。

g、功率輸出型(IGBT/MOSFET等輸出)。

h，光敏電阻型(通過光，控制輸出電阻，輸出電阻可以雙向，可以交流，改變了PC817之類只能一個方向的不便，純電阻材料，無極性輸出，如LCR-0202)

光耦使用技巧

首先，為了使光耦合器構成的模擬隔離電路穩定實用，應盡量消除暗電流（ICBO）的影響，以提高線性度。這樣可以做到靜態工作點IFQ隨溫度的變化而自動調整，使輸出信號保持對稱性，使輸入信號的動態范圍隨溫度變化而自動變化，以抵消β值隨溫度變化的影響，保證電路工作狀態的穩定性。

其次，光耦以光信號為媒介來實現電信號的耦合與傳遞，輸入與輸出在電氣上完全隔離，具有抗干擾性能強的特點。對于既包括弱電控制部分，又包括強電控制部分的工業應用測控系統，采用光耦隔離可以很好地實現弱電和強電的隔離，達到抗干擾目的。在使用光耦時，需要考慮以下幾個問題：

1、光耦直接用于隔離傳輸模擬量時，要考慮光耦的非線性問題。

2、光耦隔離傳輸數字量時，要考慮光耦的響應速度問題。

3、如果輸出有功率要求的話，還得考慮光耦的功率接口設計問題。