光耦重要参数与常用设计注意事项

光耦（信号传输）

（2021.3.29）总结原因：做指纹门禁时用到光耦，一处用在隔离继电器开关产生的电磁干扰（可以用，注意1脚的电压）

一处用作一个开关（遇到了难题，让我们通过对光耦的系统了解来分析这个电路的问题）

资料：

1. 光耦的优点（来源百度）：

信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR）、仪器仪表、通信设备及微机接口中。

2. 种类：

线性：常用于开关电源，在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的，实现信号接收转移。
非线性（开关）
还有关于传输信号速度，信号种类，功率，光敏二极管的种类分类的各种各样balabala一堆就不做介绍

3. 技术参数（具体参数见百度文库）

光耦合器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。
重点：CTR（电流传输比）Ic/If

eg.TLP181光耦的CTR

需要注意的是：最前面的CTR是指放大作用时，Saturate CTR才是我们要的饱和状态下，用作开关作用的CTR

光耦合器的电流传输比（CTR）的允许范围是50%～200%。这是因为当CTR<50%时，光耦中的LED就需要较大的工作电流（IF>5.0mA），才能正常控制单片开关电源IC的占空比，这会增大光耦的功耗。若CTR>200%，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出。2、若用放大器电路去驱动光电耦合器，必须精心设计，保证它能够补偿耦合器的温度不稳定性和漂移。

线性光耦合器，其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。

上述使用的光电耦合器时工作在线性方式下，在光电耦合器的输入端加控制电压，在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级电路的电压，是单片机进行闭环调节控制，对电源输出起到稳压的作用。

为了彻底阻断干扰信号进入系统，不仅信号通路要隔离，而且输入或输出电路与系统的电源也要隔离，即这些电路分别使用相互独立的隔离电源。对于共模干扰，采用隔离技术，即利用变压器或线性光电耦合器，将输入地与输出地断开，使干扰没有回路而被抑制。在开关电源中，光电耦合器是一个是非常重要的外围器件，设计者可以充分的利用它的输入输出隔离作用对单片机进行抗干扰设计，并对变换器进行闭环稳压调节。

个人心得与总结

常用的两种隔离

单片机控制舵机的隔离（常常看见这样的用法，但是我们都知道小型舵机的信号端PWM所需电流并不是很大，在这之前我的板子都是直接给信号端用IO口输出PWM，事实证明，干扰影响并不会很大，起码在stm32/stm8上表现的并不明显。真正需要我们注意的是其堵转或者快速转动的瞬间，会产生相对较大的反向电流，但是我们只用一个舵机时可能并不需要浪费光耦，一个稳压管或许就足够）
单片机光耦隔离继电器驱动（原理仍然比较简单，不作说明）
开关电源（待学习）

踩到的坑，对于上拉电阻与CTR的理解

借鉴：CSDN大佬

1. 让我们回到一开始我的电路问题上，如图所示，header6是一个指纹模块，模块的工作原理暂且不提，只需要知道4脚的工作电压为3.3V，工作电流较大（预计额定工作电流为10mA），我们需要控制它的通断。

当我们按照原理图的电路设计时。我们会遇到电压达不到3.3V的情况，这是因为我们犯了一个巨大的错误，我们想用光耦来传输电源信号，而它过不了大电流，除非你想在后面加一个设计跟随器放大电流，多此一举，不如使用LDO使能端控制。

这里就要说一下自己对上拉电阻的理解了。如果这个4脚不是电源断口，而是SPI通讯，传输信号，那完全可以使用上拉，所以我们常常听见上拉电阻都是在数字电路中。
修改电路，使用下拉到低电平，光耦导通供电的方式？经过我一番更改也试了这样的想法，事实是并不行，当我计算好R7与下拉电阻的阻值，反复观看datasheet理解CTR后，它供电口电压成功达到了3.12V，可是电流远远达不到我的要求。

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