光耦选型经典指南

光电耦合器（简称光耦）是开关电源电路中常用的器件。

光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。

常用的4N系列光耦属于非线性光耦常用的线性光耦是PC817A—C系列。

非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于弄开关信号的传输，不适合于传输模拟量。

线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。

开关电源中常用的光耦是线性光耦。

如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。

由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。

同时电源带负载能力下降。

在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换。

常用的4脚线性光耦有PC817A----C。

PC111 TLP521等常用的六脚线性光耦有：TLP632 TLP532 PC614 PC714 PS2031等。

常用的4N25 4N26 4N35 4N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦。

经查大量资料后，以下是目前市场上常见的高速光藕型号：100K bit/S:6N138、6N139、PS87031M bit/S:6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530（双路）、HCPL-2531（双路）10M bit/S:6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630（双路）、HCPL－2631（双路）光耦合器的增益被称为晶体管输出器件的电流传输比 (CTR)，其定义是光电晶体管集电极电流与LED正向电流的比率(ICE/IF)。

光电晶体管集电极电流与VCE有关，即集电极和发射极之间的电压。

光耦型号1. 简介光耦是一种电气隔离器件，常用于将输入和输出电路隔离开来，以便在电路之间传递信号。

光耦由发光二极管（LED）和光敏晶体管（光电二极管）组成，通过光的传递来实现电气隔离。

在许多应用中，光耦通常被用于隔离高压电路和低压电路，以提高系统的安全性和稳定性。

2. 光耦型号及特性在市场上，有许多不同型号的光耦可供选择。

以下是一些常见的光耦型号及其特性：2.1 PC817•输入电流：5 mA•最大工作电压：80 V•最大耐受电压：6 V•典型电阻值：50-600 ohms•转移比（CTR）：50-600% 2.2 MOC3021•输入电流：10-15 mA•最大工作电压：400 V•最大耐受电压：6 V•典型电阻值：100-600 ohms•转移比（CTR）：100-600% 2.3 TLP521•输入电流：3-16 mA•最大工作电压：80 V•最大耐受电压：5 V•典型电阻值：200-500 ohms•转移比（CTR）：50-600%2.4 PC123•输入电流：10-50 mA•最大工作电压：160 V•最大耐受电压：4 V•典型电阻值：50-1000 ohms•转移比（CTR）：100-200%3. 使用注意事项3.1 电气参数在选择光耦型号时，需要注意光耦的电气参数，如输入电流、最大工作电压和最大耐受电压等。

这些参数直接影响到光耦的使用范围和可靠性。

3.2 环境条件光耦通常需要在一定的环境条件下工作，如温度范围和湿度等。

在使用光耦时，需要确保其工作环境符合其规定的条件，以避免不必要的损坏和故障。

3.3 电路设计在使用光耦时，需要合理设计电路，确保输入和输出电路之间的电气隔离有效。

在设计电路时，需要注意输入和输出电压的匹配，以及输入和输出电流的限制。

4. 应用领域光耦广泛应用于电力电子、通信、工控、医疗设备和家电等领域。

以下是一些常见的应用领域：•继电器驱动•开关电源控制•光耦隔离开关•交流电源控制•电动机控制•电流检测和测量5. 总结光耦是一种常见的电气隔离器件，通过光的传递来实现输入和输出电路之间的隔离。

光耦选型最全指南及各种参数说明光耦选型手册光耦合器，也称光电隔离器或光电耦合器，是一种利用光作为传输媒介的器件。

光耦通常将发光器（红外线发光二极管LED）和受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。

当输入端加电信号时，发光器发出光线，受光器接受光线后产生光电流，从输出端流出，实现了“电—光—电”转换。

光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收和信号放大。

输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收并产生光电流，再经过进一步放大后输出。

这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。

光耦合器分为非线性光耦和线性光耦。

非线性光耦适合于开关信号的传输，常用的4N系列光耦属于非线性光耦。

线性光耦的电流传输特性曲线接近直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制，常用的线性光耦是PC817A—C 系列。

光耦合器还可以按速度、通道、隔离特性和输出形式进行分类。

其中，输出形式包括光敏器件输出型、NPN三极管输出型、达林顿三极管输出型、逻辑门电路输出型、低导通输出型、光开关输出型和功率输出型。

光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。

根据分压原理，即使干扰电压的幅度较大，馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成微弱电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。

光耦合器是一种重要的电子元器件，具有输入、输出、隔离等作用，应用广泛。

在选型时，需要根据具体的应用场景和要求，选择合适的光耦类型和输出形式。

光电耦合器的输入回路和输出回路之间没有电气连接，也没有共地。

此外，分布电容很小，绝缘电阻很大，因此干扰信号很难通过光电耦合器馈送到另一侧，从而避免了共阻抗耦合的干扰信号产生。

光电耦合器可以提供很好的安全保障，即使外部设备出现故障，甚至输入信号线短路，也不会损坏仪表。

这是因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。

光耦的选型与应用[ 2008-2-3 8:54:00 | By: SystemARM ]4推荐光耦全称是光耦合器，英文名字是：optical coupler，英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。

光耦的结构是什么样的？光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离，光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。

为什么要使用光耦？发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离干扰的作用。

光耦爱坏吗？只要光耦合器质量好，电路参数设计合理，一般故障少见。

如果系统中出现异常，使输入、输出两侧的电位差超过光耦合器所能承受的电压，就会使之被击穿损坏。

光耦的参数都有哪些？是什么含义？1、CTR：电流传输比2、Isolation Voltage：隔离电压3、Collector-Emitter Voltage：集电极－发射极电压CTR：发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压：发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极－发射极电压：集电极－发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通？什么时候截至？关于TLP521-1的光耦的导通的试验报告要求：3.5v～24v 认为是高电平，0v～1.5v认为是低电平思路：1、0v～1.5v认为是低电平，利用串接一个二极管1N4001的压降0.7V+光耦的LED的压降，吃掉1.4V左右；2、24V是最高电压，不能在最高电压的时候，光耦通过的电流太大；所以选用2K的电阻；光耦工作在大概10mA的电流，可以保证稳定可靠工作n年以上；3、3.5V以上是高电平，为了尽快进入光敏三极管的饱和区，要把光耦的光敏三极管的上拉电阻加大；因此选用10K；同时要考虑到ctr最小为50％；电路：1、发光管端：实验室电源（0～24V）->2K->1N4001->TLP521-1(1)->TLP521-1(2)-gnd12、光敏三极管：实验室电源（DC5V）->10K->TLP521-1(4)->TLP521-1(3)-gnd23、万用表直流电压挡20V万用表+ -> TLP521-1(4)万用表- -> TLP521-1(3)试验结果输入电源万用表电压(V)1.3V 51.5V 4.81.7V 4.411.9V 3.582.1V 2.942.3V 1.82.5V 0.582.7V 0.22.9V 0.193.1V 0.173.3V 0.163.5V 0.165V 0.1324V 0.06思考题：光耦的CTR（电流传输比）是什么含义？思考题：1、光耦的CTR（电流传输比）是什么含义？2、CTR与上拉电阻和光耦的光敏三极管之间与饱和导通或者截至之间的关系；参考资料：TLP521-1的CTR为50％（最小值）；TLP521-1的长相TLP521-1的长相线性光耦原理与电路设计【转】线性光耦原理与电路设计来源：21IC中国电子网作者：佚名1. 线形光耦介绍光隔离是一种很常用的信号隔离形式。

光电耦合器的作用与选型技巧经验总结光电耦合器(简称光耦)，是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。

光电耦合器可根据不同要求，由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。

本篇文章主要以线性与非线性两个方面分别介绍光电耦合器的作用，以及华强北IC代购网工程师的一些光电耦合器选型技巧经验总结，望对大家的电路设计有所帮助。

光电耦合器的作用介绍1、线性光电耦合器线性光耦器件又分为两种：无反馈型和反馈型；无反馈型线性光耦器件实际上是在器件的材料和生产工艺上采取一定措施(使得光耦器件的输入输出特性的非线性得到改善。

但由于固有特性，改善能力十分有限。

这种光耦器件主要用于对线性区的范围要求不大的情况，例如开关电源的电压隔离反馈电路中经常使用的PC816A和NEC2501H等线性光耦。

不过这种光耦器件只是在有限的范围内线性度较高，所以不适合使用在对测试精度以及范围要求较高的场合。

另一种线性光耦是反馈型器件。

其作用原理是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈，通过这样的方式来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。

这种器件例如德州仪器公司曾经出品现已停产的TIL300A，CLARE公司生产的LOC 系列线性光耦，惠普公司生产的HCNR200/201线性光耦等。

2、非线性光电耦合器非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量。

常用的4N系列光耦属于非线性光耦。

如4N25、4N26、4N35、4N36。

选型技巧经验总结在设计光耦光电隔离电路时必须正确选择光耦合器的型号及参数，选型经验总结如下：1、由于光电耦合器为信号单向传输器件，而电路中数据的传输是双向的，电路板的尺寸要求一定，结合电路设计的实际要求，就要选择单芯片集成多路光耦的器件；2、光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是不小于500%。

光耦参数选型重要指标光耦，听起来挺高大上的，实际上它就像电路里的“桥梁”，连接着两个电路，让它们彼此交流，但又不互相干扰。

想象一下，两条河流，光耦就像那座小桥，让水流自由地流动，却又不让它们混在一起。

选购光耦的时候，可别小看了这小家伙，里面可是有不少讲究哦。

工作电压，这个指标得仔细瞧瞧。

电压高了可就没法用了，电压低了也会导致信号不稳定。

就好比你出门时，带的雨伞和衣服要和天气相符，不然可就糗大了。

你要了解自己的电路需求，选择一个合适的电压范围，这样才能让光耦发挥出最佳性能，真是事半功倍！传输速率也是个关键因素。

传输速率决定了信息传递的速度，这就像你发微信消息一样，有时候快得像闪电，有时候慢得像乌龟。

想象一下，要是你家里的设备需要实时反馈，但光耦传输太慢，那真是叫天天不应，叫地地不灵。

选择光耦的时候，得看清楚它的传输速率是否符合你的需求，别到时候急得像热锅上的蚂蚁。

再说说隔离电压，这个可得注意了。

隔离电压就像是保护膜，能让你的电路远离干扰和意外，给你一份安全感。

想想要是隔离电压不够，那可是隐患满满，电路出故障可就麻烦了。

选择光耦时，挑个隔离电压高的，心里也能踏实，仿佛给自己装了一个安全锁。

别忘了光耦的封装形式，咱们总是希望东西好用还要方便。

封装就像是衣服的样式，合适的样式才能穿出门。

如果你要在狭小的空间里使用光耦，选择一个小巧的封装形式可就显得尤为重要。

就像咱们挑衣服一样，得根据场合来选。

温度范围也不能忽略。

温度过高或过低都可能影响光耦的性能，选择适合的温度范围，确保光耦在工作时不受环境的干扰。

就好比我们每个人都需要一个舒适的环境，才能发挥出最佳的状态。

光耦也是，得让它在一个适合它的“温床”里工作。

还有一个不得不提的就是失效率，俗话说“千里之行，始于足下”，光耦的可靠性可关系到整个电路的稳定。

失效率低的光耦能让你高枕无忧，减少故障的发生。

想想要是频频出问题，得多让人抓狂，所以选择时，得关注这项指标。

光耦选型常用参数光耦全称是光耦合器，英文名字是：optical coupler，英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。

光耦的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集电极-发射极饱和压降VCE(sat)。

此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。

CTR：发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值隔离电压：发光管和光敏三极管的隔离电压的最小值集电极－发射极电压：集电极－发射极之间的耐压值的最小值光耦什么时候导通？什么时候截至？电流传输比是光耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比来表示。

当输出电压保持恒定时，它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。

采用一只光敏三极管的光耦合器，CTR的范围大多为20%～300%（如4N35），而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦合器（如4N30）可达100%～5000%。

这表明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。

因此，CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。

线性光耦合器与普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲线普通光耦合器的CTR-IF特性曲线呈非线性，在IF较小时的非线性失真尤为严重，因此它不适合传输模拟信号。

线性光耦合器的CTR-IF 特性曲线具有良好的线性度，特别是在传输小信号时，其交流电流传输比(ΔCTR＝ΔIC/ΔIF)很接近于直流电流传输比CTR值。

因此，它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。

这是其重要特性。

使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离，在设计电路时，必须遵循下列原则：所选用的光电耦合器件必须符合国内和国际的有关隔离击穿电压的标准；由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器，目前在国内应用地十分普遍。

485试验记录
如图进行模拟测试，AB口用485头进行数据发送测试（电脑用串口工具发送）
R92那头，进行USB转TTL串口接收测试（电脑用串口工具接收）
如图（光耦用的是EL816S）可以波特率达到19200,38400就错的很厉害了。

更换R92到330R （R93 1K）波特率提高到38400 不出错
更换R93到2.4K (R92 1K) 波特率也提高到将近38400（38400有出错现象）
说明了光耦的IC越大，进入饱和越慢波特率越高。

IF适当减少，进入饱和也会变慢。

说明，光耦的CTR应该小点才适合传输，高速光耦的CTR都比较小。

传闻K1010系列的光耦通讯效果好，但是CTR有区别。

下面验证K1010A（CTR 50左右）和K1010D（CTR 300-600）的差别
是否K1010A比K1010D的效果好，待下面验证。

更换E13成K1010A （R93 2.4K ,R92 1K）收不到信号R93太大了
更换E13成K1010A （R93 1K ,R92 1K）
波特率可以达到57600附近。

远远好远光耦EL816S（CTR未知，随便选的）
更换E13成K1010D （R93 1K ,R92 1K）
波特率接近19200 （9600问题不大）。

光耦选型经典指南1.0.目的:针对光偶选型，替代，采购，检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题，提供指导。

2.0.适用范围:本指导书适用于瑞谷光偶的设计，选型，替代等。

3.0.说明:目前发现，因光偶的选型，光偶替代，光偶工作电流，工作温度设计不当等原因导致产品出现问题，如何减少选型，设计，替代导致的产品问题，这里将制订出相关指导性规范。

4.0.内部结构图及CTR 的计算方法:, 规格定义CTR:Ice/I*100% (检测条件:I=5 ma Vce=5V, 2701，2801系列) F F5.0.光偶主要特性分析，设计选型替代要求:5.1外观尺寸:设计，选型，替代注意:, 封装正确，本体MARK字迹要清晰，品牌正确，与技术规格书一致;, 替代时，如都为标准件封装，基本上装配没有问题，但需注意厚度是否与原料相同，是否满足整机的工艺要求。

5.2不同输入控制电流I，CTR 值不同; F光偶选型指导, 由图表显示，IF在5-15ma时CTR值最大;在小于5mA时(目前我们产品设计大多如此)，CTR值一般小于正常额定规格值;, 附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据:J16(2009年第16周生产)的光耦在室温下的CTR#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 I ()FVCE=5V1mA 88.3% 90.48% 90.57% 86.56% 87.1% 85.12% 87..39% 2mA 133% 130% 130% 125% 135% 122% 126%3mA 150% 154% 154% 147% 151% 139% 150%5mA 177% 187% 183% 177% 178% 170% 177%J25(2009年第25周生产)的光耦在室温下的CTR#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 I ()FVCE=5V1mA 69.24% 78.61% 66.68% 66.41% 65.7% 75.5% 79.0%2mA 97% 105% 110% 104% 101% 122% 126%3mA 121% 121% 131% 132% 129% 151% 151%5mA 166% 147% 174% 174% 173% 210% 196%, 评注:IF不同，CTR不同，且差异非常大;不同DATECODE的也有差异，但在IF=5ma时，CTR值都在规格(130-260)范围内;, 设计，选型，替代注意:设计时工作电流应接近来料的检测电流值(目前大多IF=5ma),否则应用的CTR值无法保证，产品动态性能将很差;5.3不同环境温度，CTR 值不同;2光偶选型指导, 由图表显示，CTR 值与光偶的工作环境有关，温度太高或太低都小于常温附近的检测值;, 附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据(单体):光耦随温度变化的CTR(%)#1 #2 #3 #4-40? 149 147 137 13025? 170 172 176 16785? 140 143 149 141注:测试条件:V=5V，I为5mA CEF, 评注:温度不同，CTR不同，温度太高或太低都低于常温，且差异很大; , 设计，选型，替代注意:产品在高低温CTR的值是否满足产品反馈环路的增益,产品动态稳定吗,开关机，输出是否产生震荡掉沟等不良，5.4光偶有RL阻值大小及工作频带带宽要求;3光偶选型指导, 由图表可看出:光偶有频带要求，如上图为KPS-2801光偶，工作频率基本在500KHZ以内，且对于高频工作时，RL(输出分压电阻)要小;, 设计，选型，替代注意: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;5.5不同环境温度，输入控制电流可能产生变化:, 由图表可看出:环境温度超过55-60度后，输入控制电流I的最大值将随着温度上F4光偶选型指导升而显著减小;, 设计，选型，替代注意:选取合适的IF电流，使输入控制电流的变动都能及时反馈到输出端，保证产品反馈环的稳定;5.6 环境温度及功耗特性曲线, 由图表可看出:光偶的输出部分(或集电极)功耗在低温时，在温度高时数值变小;, 设计，选型，替代注意:1，器件常温时可提供功耗值;2，高温过程变化曲线; 3，有必要计算产品在高温工作时光偶功耗值;4，替代时考虑常温功耗，高温状态替代料是否优于原料;5光偶选型指导5.7 Ic,If,Vce关系曲线:, 由图表可看出:Vce必须大于一定电压，Ic才能达到最大，CTR值才会大; , 设计，选型，替代注意:Vce在电路应用中，保证设计有一定的电压值，否则Ic将较小，CTR将较小，一般设计Vc应大于3V。