晶体管输出光耦和逻辑输出光耦

news2025/4/21 11:05:30

晶体管输出光耦（非线性）和逻辑输出光耦（线性）的区别：

逻辑输出光耦的电流传输特性曲线是非线性的，适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量；光电晶体管输出光耦的电流传输特性是线性的，适合传输模拟量，在选取外围电路参数适当的情况下也可以传递开关信号。

两个个关键参数：

CTR（电流传输比）Ic/If 频带要求

CTR 值与光偶的工作环境有关，温度太高或太低CTR都不一样。：工作时间越长，CTR 值越小；工作温度越高，CTR 值越小；工作电流越大，CTR 值越小；

产品工作频率，RL 选取阻值务必在带宽内，且考虑 IF 电流大小，VCE 工作压降。

其中IF是指LED的工作电流，IC是光敏三极管的集电极电流，VCC是光敏三极管的电源电压。

光耦电路中限流电阻的重要性：

24V / 1500R = 16mA , 5V / 5000R = 1mA，IF和IC满足推荐的工作条件。

光耦底部不走线，不铺铜，这样可以达到最佳的隔离效果。光耦左右两端的地应该隔离：

线性光耦一定要注意逻辑真值表：

对于光耦的保护：

LED的反向击穿电压VR=5V。

在LED两端并联一个TVS管，既可以防止负压过来，导致LED反向击穿，又可以防止高压进来，导致正向电流过大。但是在高速传输时，需要考虑TVS管的结电容。

结温与功耗的换算：

光耦应用：

西门子S7--1200中的光耦：

光耦在电机驱动电路中，隔离CPU和电机驱动芯片有很大作用：

这一点，格外注意：

光电晶体管在传输模拟量时需要工作在晶体管的放大态，即小信号模式。

三极管中集电极电流和基极电流关系约为lc=β*Ib，与三极管有类似，光耦中光电三极管的集电极和基极的电流关系约为lc=Ctr*If，其中Ctr(Current transfer ratio)等同于三极管中的放大倍数β。不同之处这个Ctr是随电流 If 变化的曲线。

对于 If 的取值范围可根据芯片的数据手册最大绝对额定值一栏中Forward current一项得知，当大于该值时光耦二极管将会损坏，在推荐工作条件中一般会在Forward current一项标明推荐的工作电流范围（如以上两图所示）。一般发光二极管在大于1mA时即可工作。因发光二极管使用过程中逐渐损耗发光亮度越来越低，所以一般取最小4~5mA以上。

CTR是电流传输比，等价于三极管中的放大倍数β。以上为TLP521全系列的CTR范围。不同的信号传输比不一致，因此在需利用光耦线性关系的场合（如开关电源）不可以随意替换光耦，否则会导致输出侧电流的突变或不明显变化，从而影响产品性能。