光耦的好处是能够肃清阻抗失落配,并且可以在较小的封装尺寸中实现高隔离电压和极佳的抗噪声性能。此外,光耦还可以用于传输直流和互换旗子暗记、仿照和数字旗子暗记,以及中低频旗子暗记。
光耦在电路中的紧张任务分别是:将利用者与危险的电气系统隔离开、将低压掌握电路与高压电路隔离开、为电路系统供应过压保护。

光耦的构造
最大略的光耦合器是由红外 LED与光电晶体管耦合形成的,由于由光实现耦合,故二者之间可以实现电气隔离。当 LED 发光时,光电晶体管会产生电流,电流强度与光强度成正比。
市情上有两种类型的光耦合器:直流输入型光耦和互换输入型光耦。直流输入型光耦在输入侧仅有一个 LED,因此只能输入单向电流。这种光耦常日用于开关运用。
互换光耦具有两个反向并联的 LED,使得输入电流能够双向流动,从而使每半个周期的交变输入旗子暗记都能输出一个半波。
图1:左:直流光耦;右:互换光耦
如何选择得当的光耦合器?
隔离电压是一个主要参数,该参数由爬电间隔、电气间隙和绝缘厚度(或者可以说是封装厚度)决定。不同的封装尺寸和类型以及各种引脚类型(DIP4、SOP4、LSOP4、THT 和 SMT 封装等)使得工程师能够为每个运用选择得当的元件。
CTR——光耦的主要参数
描述光耦性能的一个主要参数是电流传输比 CTR。它的定义是光电晶体管产生的电流 IC与流过 LED 的电流 IF的比值。
为了使产品能够稳定事情,当电路设计中包含光耦时,一定要理解 CTR 值会受环境温度的影响以及会随韶光推移不断降落。
伍尔特电子光耦产品线的 CTR 值涵盖 50% 到 600%,划分为不同的区间范围,客户可以根据不同的运用进行选择。
如何延长寿命?
哪些参数会影响光耦的寿命?
电路设计的紧张考虑成分之一是预期寿命,它取决于产品本身以及个中所包含的单个元件的寿命。在考虑元件时,有些元件可能会完备失落效或随着韶光的推移性能低落。对付光耦合器而言,CTR 性能会随着韶光的推移而降落,详细情形取决于事情条件。
光耦的寿命可能会超过几十年,因此须要利用更严苛的条件来加速压力测试。
对付可靠性测试而言,缩短压力测试的韶光并预测正常利用条件下的终极寿命是非常故意义的。在更高的温度和电流的条件下测试光耦时,器件老化的过程比在正常事情条件下要快得多。
CTR 的老化速率取决于事情时的正向电流 IF 和事情时的环境温度TA。须要把稳的是,可以通过降落 LED 的事情温度并降落驱动正向电流来减缓 CTR 老化。
图2:正向电流对付预期CTR 老化率以及事情韶光的关系。现场事情参数:100% 占空比、80°C 环境温度、正向电流如图所示。压力测试参数:1000 小时测试,110°C 测试温度,30 mA 正向电流。
图3:温度对付预期CTR 老化率以及事情韶光的关系。现场事情参数:100% 占空比,5 mA 正向电流,环境温度如图所示。压力测试参数:1000 小时测试,110°C 测试温度,30 mA 正向电流。
如何延长光耦的利用寿命
根据上述可靠性数据,我们建议采取以下方法来延长光耦的利用寿命:
1. 减少光耦的有效事情韶光
2. 降落 LED 二极管的事情电流和功耗
3. 避免 LED 经受峰值瞬态电流
4. 调度 LED 的占空比,以保持较低的均匀电流
此外,对付须要高可靠性的关键产品,例如医疗设备,光耦器件的可靠性可以通过老化筛选工序来进一步提高。但为了避免设备被破坏,进行该工序时的老化参数应掌握在最大额定值以下。







