光耦的基本原理和TLP521的簡(jiǎn)單應(yīng)用

1、基本原理：

1.1、光耦亦稱光電隔離器或光電耦合器，它是以光為媒介來傳輸電信號(hào)的元器件，光耦的主要構(gòu)件是發(fā)光器件和光敏器件，當(dāng)輸入端有電信號(hào)，發(fā)光二極管發(fā)出光線，光敏器件接收光線后會(huì)產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，實(shí)現(xiàn)了“電-光-電“的控制。

2、優(yōu)點(diǎn)：

2.1、 信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端實(shí)現(xiàn)了電器隔離，且隔離耐壓高。 2.2、抗干擾能力強(qiáng)，無觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。

3、TLP521的簡(jiǎn)單應(yīng)用：

3.1、輸入端接入3.3V電壓 100Hz 的脈沖方波，流過限流電阻R1后輸入TLP251光耦的輸入端，這時(shí)發(fā)光二極管會(huì)和方波一樣的周期性導(dǎo)通、截止；輸出端從光敏三極管的集電極輸出，光耦輸出是反相的。這里Multisim14.0仿真的輸入端電壓是3.3V;輸出端上拉一個(gè)電阻接5V電壓；在實(shí)際應(yīng)用中，輸入和輸出是兩個(gè)不同的電源，如下圖所示：

4、光耦的參數(shù)和電路選型：

4.1、在光耦的選型中，要重點(diǎn)關(guān)注輸入端的正向工作電壓Vf（Forward Voltage）;正向工作電流If（Forward Current）;反向電壓Vr（Reverse Voltage ）;反向電流Ir（Reverse Current ）;輸出端的電流，電阻；以及很重要的參數(shù)：電流傳輸比。我們這里仿真以TLP521-1為例，輸入端電平為3.3V,輸出端電平為5V,查看TLP521-1參數(shù)如下：

4.2、輸入電流

4.3、電流傳輸比

4.4、正向工作電壓

4.5、先看輸入端，輸入電流If值在0-25mA,輸入壓降 在10mA時(shí)為1.0V-1.3V，這時(shí)候光耦能工作在較理想的狀態(tài)，由此可算出輸入電阻取值：

Ri = （3.3-1.15）/10mA = 215Ω

再次，看電流傳輸比，即4.3圖中的50%-600%，它表征的是輸出端電流/輸入端電流；先計(jì)算出輸出端可能達(dá)到的電路，當(dāng)輸入端電路為10mA時(shí)，看參數(shù)表的電流傳輸比最小為50%，故輸出端最小有10mA*50%=5mA的電流，所以需要輸出端的電阻最小取值為：

Ro= （5V/5mA） = 1KΩ

注：當(dāng)電阻越大，導(dǎo)通時(shí)電阻的壓降越大，越容易進(jìn)入飽和區(qū),如下圖所示