1、光耦參數解釋1、 正向工作電壓V(forward voltage ) :Vf是指在給定的工作電流下， LED 本身的壓降。 常見的小功率 LED 通常以lf=10mA 來測試正向工作電壓，當然不同的 LED，測試條件和測 試結果也會不一樣。2、正向電流If：在被測管兩端加一定的正向電壓時二極管中流過的電流。3、反向工作電壓 Vr(reverse voltage):是指原邊發光二極管所能承受的最大反向 電壓，超過此反向電壓，可能會損壞LED。而一般光耦中，這個參數只有5V 左右，在存在反壓或振蕩的條件下使用時，要特別注意不要超過反向電壓。如，在使用交流脈沖驅動 LED時，需要增加保護電路。4、

2、反向電流lr:在被測管兩端加規定反向工作電壓Vr時，二極管中流過的電流。5、 反向擊穿電壓Vbr:被測管通過的反向電流Ir為規定值時，在兩極間所產生的電壓降。6、結電容Cj:在規定偏壓下，被測管兩端的電容值。7、 電流傳輸比 CTR(current transfer ratio ):指在直流工作條件下，光耦的輸出電流與輸入電流之間的比值。光耦的CTR 類似于三極管的電流放大倍數，是光耦的一個極為重要的參數，它取決于光耦的輸入電流和輸出電流值及電耦的電源電壓值，這幾個參數共同決定了光耦工作在放大狀態還是開關狀態，其計算方法與三極管工作狀態計算方法類似。若輸入電流、輸出電流、電流傳輸比設計搭配不合

3、理，可能導致電路不能工作在預想的工作狀態。&集電極電流lc(collector current):如上圖，光敏三極管集電極所流過的電流，通常 表示其最大值。9、 輸出飽和壓降 VCE(sat):發光二極管工作電流 IF 和集電極電流 IC 為規定值時，并保持IC/IF CTRm 時(CTRmin 在被測管技術條件中規定)集電極與發射極之間的電壓降。10、 反向擊穿電壓V(BR)ce。：發光二極管開路，集電極電流Ic為規定值，集電極與發射 集間的電壓降。11、反向截止電流Ice。：發光二極管開路，集電極至發射極間的電壓為規定值時，流過集電 極的電流為反向截止電流。12、C-E 飽和電壓V

4、ce(C-E saturation voltage ):光敏三極管的集電極 -發射極飽和壓降。13、入出間隔離電容Cio:光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值。14、 入出間隔離電阻:半導體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。15、入出間隔離電壓 Vg :光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值16、 傳輸延遲時間TPHL、TPLH:光耦合器在規定工作條件下，發光二極管輸入規定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應的脈沖波，從輸入脈沖前沿幅度的50%到輸出脈沖電平下降到 1.5V 時所需時間為傳輸延遲時間TPHL。從輸入脈沖后沿幅度的50%到輸出脈沖電平上升到 1.5V 時所需時間為傳輸延遲時

5、間TPLH。17、上升時間 Tr (Rise Time)& 下降時間Tf(Fall Time)，其定義與典型測試方法如下圖所示，它們反映了工作在開關狀態的光耦，其開關速度情況。TST CJHCUITouTPtnAJiuslIFtitpfoduxIC-ZITAWAVE FORWS二：使用光耦隔離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。1 光電耦合器非線性的克服光電耦合器的輸入端是發光二極管，因此，它的輸入特性可用發光二極管的伏安特性來表示，如圖

6、1b 所示；輸出端是光敏三極管， 因此光敏三極管的伏安特性就是它的輸出特性， 如圖 1c所示。由圖可見，光電耦合器存在著非線性工作區域，直接用來傳輸模擬量時精度 較差。圖 1 光電耦合器結構及輸入、輸出特性解決方法之一，利用 2 個具有相同非線性傳輸特性的光電耦合器，T1 和 T2，以及 2 個射極跟隨器 A1 和 A2 組成，如圖 2 所示。如果 T1 和 T2 是同型號同批次的光電耦合器，可以認為他們的非線性傳輸特性是完全一致的，即K1(I1)=K2(I1)，則放大器的電壓增益G=UO/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)K1(I1)/K2(I1)=R3/R2。由此可見，利用 T1 和

7、 T2 電流傳輸特性的對稱性，利用反饋原理，可以很好的補償他們原來的非線性。圖 2 光電耦合線性電路另一種模擬量傳輸的解決方法，就是采用VFC(電壓頻率轉換)方式，如圖 3 所示。現場變送器輸出模擬量信號（假設電壓信號）,電壓頻率轉換器將變送器送來的電壓信號轉換成脈 沖序列，通過光耦隔離后送出。 在主機側，通過一個頻率電壓轉換電路將脈沖序列還原成模 擬信號。此時，相當于光耦隔離的是數字量，可以消除光耦非線性的影響。這是一種有效、 簡單易行的模擬量傳輸方式。的下降，使用線性光耦將是趨勢。2 提高光電耦合器的傳輸速度當采用光耦隔離數字信號進行控制系統設計時，光電耦合器的傳輸特性，即傳輸速度，往往成

8、為系統最大數據傳輸速率的決定因素。在許多總線式結構的工業測控系統中，為了防止各模塊之間的相互干擾，同時不降低通訊波特率，我們不得不采用高速光耦來實現模塊之間的相互隔離。常用的高速光耦有 6N135/6N136，6N137/6N138。但是，高速光耦價格比 較高，導致設計成本提高。這里介紹兩種方法來提高普通光耦的開關速度。由于光耦自身存在的分布電容，對傳輸速度造成影響，光敏三極管部存在著分布電容Cbe和 Cce,如圖 4 所示。由于光耦的電流傳輸比較低，其集電極負載電阻不能太小，否則輸出 電壓的擺幅就受到了限制。但是，負載電阻又不宜過大，負載電阻RL 越大，由于分布電容的存在，光電耦合器的頻率特

9、性就越差，傳輸延時也越長。當然，也可以選擇線性光耦進行設計，如精密線性光耦TIL300 ,高速線性光耦6N135/6N136。線性光耦一般價格比普通光耦高,但是使用方便,設計簡單；隨著器件價格圖 3 VFC 方式傳送信號圖 4 光敏三極管部分布電容用 2 只光電耦合器 T1, T2 接成互補推挽式電路，可以提高光耦的開關速度，如圖示。當脈沖上升為“ 1 ”電平時，T1 截止，T2 導通。相反，當脈沖為“ 0”電平時，T1 導 通，T2截止。這種互補推挽式電路的頻率特性大大優于單個光電耦合器的頻率特性。此外，在光敏三極管的光敏基極上增加正反饋電路，這樣可以大大提高光電耦合器的開 關速度。如圖 6

10、 所示電路，通過增加一個晶體管，四個電阻和一個電容，實驗證明，這個電路可以將光耦的最大數據傳輸速率提高10 倍左右。圖 6 通過增加光敏基極正反饋來提高光耦的開關速度圖 52 只光電耦合器構成的推挽式電路3 光耦的功率接口設計微機測控系統中，經常要用到功率接口電路，以便于驅動各種類型的負載， 如直流伺服電機、步進電機、各種電磁閥等。這種接口電路一般具有帶負載能力強、輸出電流大、工作 電壓高的特點。工程實踐表明，提高功率接口的抗干擾能力， 是保證工業自動化裝置正常運 行的關鍵。就抗干擾設計而言， 很多場合下，我們既能采用光電耦合器隔離驅動，也能采用繼電器隔離驅動。一般情況下，對于那些響應速度要求

11、不很高的啟停操作，我們采用繼電器隔離來設計功率接口；對于響應時間要求很快的控制系統，我們采用光電耦合器進行功率接口電路設計。這是因為繼電器的響應延遲時間需幾十ms，而光電耦合器的延遲時間通常都在10us之，同時采用新型、 集成度高、使用方便的光電耦合器進行功率驅動接口電路設計，可以達到簡化電路設計，降低散熱的目的。圖 7 是采用光電耦合器隔離驅動直流負載的典型電路。因為普通光電耦合器的電流傳輸比 CRT 非常小，所以一般要用三極管對輸出電流進行放大，也可以直接采用達林頓型光電 耦合器（見圖 8）來代替普通光耦 T1。例如東芝公司的 4N30。對于輸出功率要求更高的場合, 可以選用達林頓晶體管來

12、替代普通三極管，例如ULN2800 高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產品，它的輸出電流和輸出電壓分別達到500mA 和 50V。圖 8 達林頓型光電耦合器對于交流負載，可以采用光電可控硅驅動器進行隔離驅動設計，例如 TLP541G , 4N39。光電可控硅驅動器， 特點是耐壓高，驅動電流不大，當交流負載電流較小時，可以直接用它來驅動，如圖 9 所示。當負載電流較大時，可以外接功率雙向可控硅，如圖10 所示。其中，R1 為限流電阻，用于限制光電可控硅的電流;向可控硅。R2 為耦合電阻，其上的分壓用于觸發功率雙圖 12 為交流電源輸出直流可控電路。來自微機的控制信號 經過光電雙向可控硅驅動器隔離，控制可控硅橋式整流電路導通，實現交流一直流的功率控制。此電路已經應用在我們實驗室研制的新型電機控制設備中，效果良好。圖 10 大功率交流負載當需要對輸出功率進行控制時，可以采用光電雙向可控硅驅動器，例如11 為交流可控驅動電路，來自微機的控制信號經