光耦合器應用指南：規格、用途與廠商

輸入端電路提供一個電流信號驅動發光二極體發出光脈衝。發光二極體和受光器件封裝在一個密封的不透光環境中。發出的光脈衝穿過絕緣介質照射到受光器件上，受光器件根據接收到的光強變化其本身的電性能(電阻、電流或電壓)。輸出端電路就可檢測到這種變化並產生對應的電輸出。整個過程輸入端和輸出端之間沒有直接的電路連接，從而實現了電隔離。

數位信號傳輸用

高速響應、低傳輸延遲的數位光耦，常用於數據傳輸、遙控、智能電網等領域。

模擬信號傳輸用

線性模式光電耦合器，能準確傳輸模擬信號波形，應用於傳感測量系統。

電力控制用

高耐壓、大規格光耦合三極管或達靈頓，用於開關電源、逆變控制等功率較大的場合。

由於光耦合器具有電隔離、抗干擾、防浪湧等優點，它在各種需要電氣隔離的電路中都有廣泛應用。主要應用領域包括:

信號電路隔離

在測量、控制、通訊等系統中，經常需要將高電位側和低電位側電路隔離開，以消除電位差帶來的危險，防止電路串擾。此時可使用光耦合器實現信號隔離傳輸。

電源隔離

開關電源、逆變電源等電力電子電路中，控制電路與功率電路之間必須有絕緣隔離。光耦合器常用於PWM脈控信號或反饋信號的隔離傳輸。

電機控制

在伺服電機、步進電機等運動控制系統中，光耦合器用於隔離微弱的運動控制信號，避免高壓、大電流引起的沖擊或干擾。

通訊與數據傳輸

計算機和工控機通訊接口、串行通訊、網絡數據傳輸中，光耦合器被用作信號電平的轉換及傳輸電路隔離。

醫療電子設備

病人連接醫療設備的電路必須與設備其他電路絕緣，以確保患者電擊安全。光耦合器可實現這種生命攸關的關鍵隔離。

其他應用場景

軍工、航空航天、儀器儀表、汽車電子、雷達系統、高壓/雷電環境等，凡是對電隔離和抗擾性有嚴格要求的領域，都可以使用光耦合器。

正確使用光耦合器需要合理的電路設計，充分發揮其隔離和抗干擾性能。以下是一些設計時需要注意的重點:

1.合理選擇電路拓撲

根據應用場景，選擇適合的電路拓撲連接方式，如共射極開集、共射極開源、共基極等。不同拓撲在驅動能力、響應速度、線性度等方面有所差異。

2.優化佈線與接地

輸入端和輸出端的佈線要嚴格分開，避免電感或電容耦合。分別單點接地，防止地線形成電路環路。同時要注意抑制外部電磁場的影響。

3.降低電磁干擾影響

遠離強電磁源、增加屏蔽、採用絞合線纜等措施減小外部雜訊和電磁耦合。合理選擇器件封裝以提高抗干擾性。

4.靈活配置外圍電路

恰當選擇光耦合器外圍的濾波、穩壓、反饋等電路，優化參數配置，提高傳輸效率和抗干擾能力。高速應用時，要注意匹配管腳阻抗。

5.參考廠商應用電路建議

不同廠家會提供一些經過驗證的應用參考設計，可以借鑑和優化這些經驗設計，節省開發時間。

6.進行仿真和實驗優化

如果有條件，可以先用電路仿真軟件進行仿真分析，發現潛在問題;最後要反復進行各種條件下的實驗測試優化。

光耦合器應用電路設計還需要結合具體情況靈活處理，做好保護、隔離、抗擾度、線性度等各方面的權衡。只有經過合理周全的設計，才能最大限度發揮光耦合器的優勢。