關於光耦如何選擇與替換

2020-11-25 電子發燒友

關於光耦如何選擇與替換

發表於 2019-09-20 08:56:53

在電路中光耦的電路非常常見，光耦在電路中的作用是進行隔離並對光電進行轉換，光耦的種類當中，包括線性光耦與非線性光耦。

光耦是電路設計中經常用到的隔離型器件，經常用在輸入和輸出間實現隔離。光耦由光的發射部分、光的接收部分和輸出部分組成。在輸入端電流流過發光二極體後，發光二極體被點亮，輸出部分接收到光後導通，這就是光耦的工作原理。

光耦選擇與替換

有時候由於各種原因使得現有電路板上的光耦找不到原有相同的型號來代替，但是手頭上有其他廠商，甚至其他型號的光耦，這時候需要給出合理的選擇看是否可替換現有的光耦，那麼替換時候需要注意哪些問題呢？

1、封裝類型

光耦根據封裝來分類有同軸型，雙列直插型，TO封裝型，扁平封裝型，貼片封裝型，以及光纖傳輸型等，根據實際電路看是哪一種封裝，這直接決定著是否可用此光耦；

2、線性或非線性

線性關係指的是CTR-IF的關係，一定範圍內，對於非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的，這類光耦適合於開關信號的傳輸，不適合於傳輸模擬量。而線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線，並且小信號時性能較好，能以線性特性進行隔離控制，常用的線性光耦有PC817系列。

例如對於開關電源中常用的光耦是線性光耦，不能能使用非線性光耦，有可能使振蕩波形變壞，嚴重時出現寄生振蕩。

3、電流傳輸比CTR

IF不同不同對應的CTR也不同，並且數據差異還很大，一般情況下在IF=5ma時，CTR值都應該與原有光耦所用區域CTR值的大體一致，要不然產品動態性很差，替代時需要注意選取合適的IF電流，使輸入控制電流的變動都能及時反饋到輸出端，保證產品反饋環的穩定。

一般的，光耦的電流傳輸比CTR的允許範圍是50%一200%。若CTR《50%，那麼光藕中的LED就需要較大的工作電流來驅動，甚至會增加電路功耗，再者單片機I/O口也不能提供過大電流，若CTR值過大，在啟動電路或者當負載發生突變時，有可能系統不穩定，影響正常輸出。另外需要注意的是對於相同型號的光耦也會有不同的等級，其中對應的CTR也會有所差異。

4、其他

例如工作溫度，光耦有一個工作範圍的溫度，要注意輸入控制電流IF是否會受溫度影

從光耦的封裝考慮是否可以替換

單通道光耦一般為四個引腳或者六個引腳，常用的封裝形式有四腳貼片SMD-4封裝、四腳直插DIP-4封裝、六腳貼片SMD-6封裝以及六腳DIP-6封裝等。

如果不重新設計PCBlayout的話，要替換光耦必須要考慮封裝的一致性，否則無法進行替換。

要考慮光耦的CTR電流比

所謂CTR是指，光耦的輸出電流和輸入電流的百分比。這個參數比較重要，但也容易被忽略。如果CTR越大，說明光耦的輸入電流比較小，省電，但是也更容易被誤觸發；如果CTR越小，說明輸入電流比較大，不容易誤觸發，但是功耗會比較大。普通光耦的CTR比值在50-600%之間，如果對CTR參數比較敏感，一定要選擇CTR比值差不多的。

要考慮隔離電壓

光耦是隔離性的器件，起到輸出和輸入的隔離作用。這個在產品認證取證的時候非常重要，不同的認證等級對隔離電壓的要求也不一樣，比如3000V的隔離電壓和5000V的隔離電壓。

要考慮光耦的開關頻率

根據光耦的開關頻率分類，可以分為普通光耦和高速光耦。這個頻率是指在輸入信號的頻率比較高的情況下，輸出信號的響應速度。對於高速信號必須要考慮光耦的開關頻率，而選用高速光耦。

要考慮是不是線性光耦

還有一類光耦是線性光耦，其輸出和輸入呈現一定能的線性關係，這類光耦經常用在AD採樣電路中，既能實現信號的線性傳輸又能實現信號的隔離，這類光耦的價格比較貴。在替換時，一定要考慮是不是線性光耦。

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