光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。

使用光耦器件的優(yōu)點是可以消除阻抗失配，并在小封裝尺寸中實現(xiàn)高隔離電壓和優(yōu)異的抗噪聲性。此外，光耦器件裝置還可用于傳輸直流和交流信號、模擬和數(shù)字信號以及中低頻信號。

光耦器件主要性能特點：無接觸，使用壽命長，體積小，耐沖擊，工作溫度范圍寬，符合工業(yè)和民用溫度標準。隔離性能良好。輸入端和輸出端完全電隔離。絕緣電阻很高。絕緣耐壓能滿足低壓運行要求。有些高耐壓可以超過1kV，有些甚至可以超過10kV。發(fā)光和光敏器件的光譜匹配理想，響應速度快，傳輸效率高。易于與邏輯電路連接。

光信號是單向傳輸?shù)模敵鲂盘枌斎攵藳]有反饋，這可以有效地阻斷電路或系統(tǒng)之間的電連接，但不會切斷它們之間的信號傳輸。抗共模干擾能力強，能很好地抑制干擾和消除噪聲，工作穩(wěn)定可靠。光信號不受電磁干擾，因為光耦器件的輸入阻抗小于一般干擾源的阻抗，所以光耦器件輸入端的分壓器的干擾電壓也很小，它能提供的電流也不大，使得半導體二極管很難發(fā)光。由于光耦器件外殼是密封的，因此不受外界光線的影響。此外，光耦器件具有大的隔離電阻和小的隔離電容，因此可以防止電路耦合產(chǎn)生的電磁干擾。

如何延長光耦器件的使用壽命，調(diào)整LED的占空比，以保持較低的平均電流，減少光耦器件的有效工作時間，降低LED二極管的工作電流和功耗，防止LED承受峰值瞬態(tài)電流。特別在使用電偶時千萬要注意確認器件使用壽命，光耦的輸入LED光輸出會隨著時間的推移而減弱。必須確認特性滿足要求，同時必須考慮器件在使用壽命目標期間的退化趨勢。光耦的老化變化可以根據(jù)輸入電流(IF)和環(huán)境溫度來計算。

光耦電路設(shè)計的主要考慮因素之一是預期壽命，它取決于產(chǎn)品本身以及其中所包含的單個元件的壽命。在考慮元件時，有些元件可能會完全失效或隨著時間的推移性能下降。對于光耦合器而言，CTR 性能會隨著時間的推移而降低，具體情況取決于工作條件。光耦的壽命可能會超過幾十年，因此需要使用更嚴苛的條件來加速壓力測試。對于可靠性測試而言，縮短壓力測試的時間并預測正常使用條件下的最終壽命是非常有意義的。在更高的溫度和電流的條件下測試光耦時，器件老化的過程比在正常工作條件下要快得多。CTR 的老化速度取決于工作時的正向電流 IF 和工作時的環(huán)境溫度TA。需要注意的是，可以通過降低 LED 的工作溫度并降低驅(qū)動正向電流來減緩 CTR 老化。

線性光耦合器的選取原則。在設(shè)計光耦反饋式開關(guān)電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數(shù)，選取原則如下：1.光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。2.常見的ATX電源里面的光電耦合器(以下簡稱“光耦”)，通常為4個引腳，為雙列直插型，如何測量判斷其好與壞，如下：如果肉眼能看到光耦已爆開、裂開或者有燒焦的痕跡，哪樣肯定不能使用了，已損壞。3.選擇質(zhì)量好、價格貴的產(chǎn)品。選擇光電耦合器時，應該優(yōu)先考慮選擇知名廠家的產(chǎn)品，這樣可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量是光電耦合器非常重要的選擇因素，正常情況下，質(zhì)量越好的產(chǎn)品價格越貴。4.線性光耦合器的選取原則。在設(shè)計光耦反饋式開關(guān)電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數(shù)，選取原則如下：①光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。

審核編輯：湯梓紅