光電耦合器選型與應用

1.光電耦合器應用場合

（1）在邏輯電路上的應用

光電耦合器具有較強的抗干擾性能和隔離性能，將其應用在電路中可以構成各種信號的邏輯電路。采用光電耦合器設計的邏輯電路穩定性較強，同時可以確保傳輸的信號不失真。

（2）作為固體開關應用

在開關電路中，為保證電器元件免遭電流沖擊，往往要求控制電路和開關之間要有很好的電隔離。這對于普通的電子開關來說是很難做到的，但采用光電耦合器卻很容易實現。采用光電耦合器設計的開關控制電路穩定性較強，可以避免因開關電隔離性能不良而對電器元件產生電流沖擊。

（3）在觸發電路上的應用

將光電耦合器用于雙穩態輸出電路，并把發光二極管分別串入兩管發射極回路，可有效地解決輸出與負載隔離的問題。

（4）其他應用

光電耦合器應用于數字電路，可以放大脈沖信號。線性光電耦合器應用于線性電路中，具有較高的線性度以及優良的電隔離性能，且在隔離模擬量時具有穩定可靠的優點。此外，光電耦合器還可取代變壓器、觸點繼電器應用于多種電路中。

2.線性光電耦合器特性及選型

（1）特性

普通光電耦合器只能傳輸數字信號（開關信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續變化的模擬電壓或電流信號。其隨著輸入信號的強弱變化產生相應的光信號，可使光敏晶體管的導通程度產生變化，從而使輸出的電壓或電流也隨之變化。

線性光電耦合器在各種要求比較精密的功能電路中，常常被當作耦合器件。其具有上、下級電路完全隔離的作用，上、下級之間相互不產生影響。當輸入端輸入電信號時，發光器發出光線，照射在受光器上。受光器接受光線后導通，產生光電流從輸出端輸出，從而實現了“電一光一電”的轉換。

（2）選型

在設計光電耦合器反饋式開關電源時，必須正確選擇線性光電耦合器的型號及參數，選取原則如下所述。

電流傳輸比在允許范圍光電耦合器的電流傳輸比CTR的允許范圍為50%～200%。當CTR<50%時，光電耦合器中的LED需要較大的工作電流，才能正常控制單片開關電源IC的占空比，此時光電耦合器的功耗會增大。若CTR>200%，在啟動電路或者當負載發生突變，以及有外接干擾信號時，有可能導致單片開關電源誤觸發，影響正常輸出。

電流傳輸比可做線性調整采用線性光電耦合器時，要確保電流傳輸比CTR值能夠在一定范圍內做線性調整。電流傳輸比CTR值針對不同的設備和工作環境能夠自如調整，可以保證輸出電路的可靠性。國內市場上的4N××系列（如4N25、4N26、4N35）光電耦合器多呈現開關特性，線性度較差。其雖可以滿足傳輸數字信號（高、低電平）的要求，但用在開關電源中的可靠性則難以保證。

與編碼器匹配PLC或者控制器的高速計數口有的只能接受PNP信號，有的只能接受NPN信號，所以光電耦合器必須與編碼器匹配，否則PLC無法接收到光電耦合器的輸出信號。

3.光電耦合器的應用

瀝青灑布車一些遠距離的開關量信號，需要傳送到控制器。此時如果直接將這些信號接到PLC的I/O上，會出現信號不匹配等問題。同時比較長的連接線路還容易引起干擾、雷擊、感應電等。為此，需要采用光電耦合器將這類信號進行隔離，再接入PLC系統。

我單位某型瀝青灑布車控制系統采用的TLP641J型光電耦合模塊，如附圖所示。TLP641J型光電耦合模塊左邊的1腳和2腳接發光二極管。當該模塊1腳、2腳不加電壓時，則其4腳和5腳可以看成一個無窮大阻值的電阻。當該模塊外加5V電壓后，發光二極管LED發出一定波長的光，以此來觸發光控晶閘管。光控晶閘管被觸發進入通態后，TLP641J型光電耦合器模塊的4腳和5腳構成一個電阻，阻值大約為10k。