光电耦合的原理

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。目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器。光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。光耦合器(也称为光隔离器)是设计工程师可以使用的最有用，最通用，解决问题的组件之一。

这种小型的非整体式设备可以完成一件事情，并且可以很好地完成工作，并且在大多数情况下无需任何软件即可实现最小的复杂性。常见问题解答将研究其广泛使用的组件的工作原理，关键参数和应用。

最简单的说，什么是光耦合器?

答：这是一个电光组件(通常只有四个端子)，概念上很简单，其工作原理如图1所示。其中两个端子连接并驱动红外(IR)LED，而另两个为输出光电晶体管(装在同一包装中)的示意图，它感测LED发出的光。(在发光LED和光电晶体管接收器之间的光耦合器中内置了一条特殊的光导管)。

因此，输入LED和输出光电晶体管之间的耦合是光学的，而不是电的。LED可以放置在光电晶体管上方或与其相邻，如图2所示。封装的两侧通常只有几毫米，有点像4引脚DIPIC。

随着更多的电流注入LED，LED的输出增加。当电流为零或接近零时，LED不产生或产生很少的光子。因此，光电晶体管处于“关闭”状态，并且没有电流(除了很小的泄漏电流)从其集电极流向发射极。随着LED电流的增加，光电晶体管传导更多的电流，直到其完全导通(饱和)为止，并且它传导的最大电流只有很小的输出电压降。

结果是在输入和输出之间没有电流(欧姆)路径。输入侧电信号携带的信息变为输出侧电信号，但是没有任何插入的电路径。

功率调节器必须具有一次侧-二次侧隔离(由电源变压器提供)，但一次侧也需要来自输出的反馈以控制调节功能，并且该反馈信号必须被隔离以保持总体调节器隔离。

首先，它是一个有源设备，必须以适当的电流量驱动LED，该电流的范围可以从20mA到大约50mA。此外，还有一种称为LED老化的现象，其中LED输出随时间降低，通常在大约20年后达到一半功率。这意味着光耦合器的工作寿命可能小于应用程序所能承受的范围。但是，工艺技术的改进已大大降低了这种老化，并且一些供应商保证其设备符合20年的规范。