光耦合器聽起來(lái)可能與電子設(shè)備無(wú)關(guān)，但它是在不同電路模塊之間提供隔離的重要部件。光耦合器IC集成了像簡(jiǎn)單開關(guān)一樣工作的光學(xué)元件，廣泛應(yīng)用于不同的電路。它們也是用于不同電路塊之間的反饋環(huán)路的理想選擇，尤其是在需要隔離的地方。一些光耦合器還被設(shè)計(jì)為提供高數(shù)據(jù)速率的開關(guān)。

一、什么是光耦合器？

很簡(jiǎn)單，光耦合器將紅外LED與光電檢測(cè)器（通常是光電晶體管）集成在一起，就像光開關(guān)一樣。當(dāng)LED接收到輸入信號(hào)時(shí)，LED點(diǎn)亮并將光子提供給光電晶體管的基極。然后，光電晶體管打開，使電流流過(guò)連接的電路。LED可能以與內(nèi)部光電晶體管不同的電平運(yùn)行，從而允許在這兩個(gè)信號(hào)電平之間進(jìn)行某種隔離。英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師表示，這是在不使用放大器的情況下將低壓信號(hào)傳導(dǎo)到高壓電路塊中的一種方法。

光耦合器能很好地提供了不同電路塊之間的電隔離，而又不會(huì)在不同電路塊之間傳導(dǎo)某些形式的EMI，但這并不是說(shuō)它們能解決所有噪聲問(wèn)題。使用光耦合器的優(yōu)點(diǎn)是提供的隔離確實(shí)隔離了不同電壓的系統(tǒng)，這具有抑制來(lái)自系統(tǒng)兩個(gè)部分的接地環(huán)路噪聲的好處。

二、光耦合器IC的類型

除了光電晶體管之外，光耦合器還可以使用其他開關(guān)元件。以下是電子市場(chǎng)上可以找到的一些類型的光耦合器IC類型：

1.三端雙向可控硅：具有三端雙向可控硅作為檢測(cè)器的光耦合器IC用于要求高輸出電壓/電流的系統(tǒng)中。它們的響應(yīng)速度較慢，最適合需要大電流輸出的高壓直流系統(tǒng)。

2.可控硅整流器（SCR）：這些光耦合器還提供高增益，類似于雙向可控硅。但是，它們的運(yùn)行速度也很慢，并且也最適合用于中等電壓/電流的DC系統(tǒng)。

3.光電二極管：在需要快速切換的電路系統(tǒng)中，帶有光電二極管作為檢測(cè)器的光耦合器很常見。當(dāng)通過(guò)數(shù)字脈沖流或AC信號(hào)切換LED時(shí)，可以使用這些組件。與典型的光電晶體管IC相比，光電二極管將提供非常低的輸出至輸入電流傳輸比。

4.達(dá)林頓光電晶體管：這些光電耦合器還因其高增益而有用，并且具有最高的輸出到輸入電流傳輸比。

5.光敏電阻：由于它們?nèi)栽贠FF狀態(tài)下導(dǎo)通，因此不太常用。此外，它們的輸出到輸入電流傳輸比也很低。

三、重要的光耦合器IC規(guī)格

在選擇光耦合器IC時(shí)，可能需要先了解光耦合器IC的封裝方式，它們通常以通孔DIP封裝或表面貼裝組件的形式提供。但是，選擇光耦合器IC時(shí)，應(yīng)檢查一些重要的規(guī)格：

1.LED正向電壓和觸發(fā)電流。這告訴你如何為輸入LED供電以確保其點(diǎn)亮并提供所需的開關(guān)行為。在設(shè)計(jì)為用方波或PWM信號(hào)進(jìn)行開關(guān)的光耦合器中，觸發(fā)開關(guān)所需的正向峰值電流取決于導(dǎo)通狀態(tài)下信號(hào)的脈沖寬度。較短的脈沖需要較大的峰值信號(hào)電流來(lái)強(qiáng)制觸發(fā)。

2.輸出與輸入電流之比。這告訴你光耦合器兩端之間的電流傳輸，需要注意的是，這取決于光電晶體管光電耦合器的絕對(duì)最大集電極，即發(fā)射極電壓。

3.正向電壓與正向電流曲線。該規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)LED的含義相同，但請(qǐng)勿與觸發(fā)電流混淆。

4.溫度變化。這些規(guī)格對(duì)于電源系統(tǒng)非常重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶\(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)達(dá)到高溫。

5.安全等級(jí)和IEC/UL認(rèn)證。如果要為電源系統(tǒng)或在交流電源附近的高壓環(huán)境中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)，則IEC是要注意的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)，以確保可以承受高瞬態(tài)電壓。

6.數(shù)據(jù)速率或開關(guān)速度。盡管也可以指定交換速度或頻率，但如果是用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的光耦芯片，通常會(huì)指定最大數(shù)據(jù)速率。