最常用的光耦PC817參數(shù)解析及應(yīng)用

PC817為單通道光耦，PC827為雙通道光耦，PC837為三通道，PC847為四通道光耦。PC817屬于線性光耦元件。

PC817內(nèi)部框架和引腳圖
PC817的生產(chǎn)廠家有很多，其中有些參數(shù)可能有差異，我們隨便拿一個(gè)規(guī)格書(shū)來(lái)看下。



正向電壓 (Forward Voltage, V_F)：通常在 1.2V 至 1.4V 范圍內(nèi)，具體值依賴于輸入電流。通常工作電流為 10mA 時(shí)，V_F 大約為 1.2V。
反向電壓 (Forward Voltage, V_R)：6V
對(duì)于 LED 輸入端，雖然它是單向?qū)щ姷�，但在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮反向電壓的保護(hù)。若輸入端反向電壓超過(guò)一定6V，可能會(huì)對(duì)光耦造成損壞�？梢栽谳斎攵舜�聯(lián)一個(gè)二極管防止反接。
正向電流 (Forward Current, IF)：最大輸入電流為 50mA

要確保光耦的輸入端（LED）驅(qū)動(dòng)電流適當(dāng)，過(guò)大的電流會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱或損壞，過(guò)小的電流則可能無(wú)法有效驅(qū)動(dòng)光電晶體管。常見(jiàn)的推薦輸入電流為 10mA 至 20mA。

選擇適當(dāng)?shù)南蘖麟娮鑱?lái)控制輸入電流。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為 10mA 時(shí)，可以根據(jù)電源電壓計(jì)算限流電阻



比如輸入電壓3.3V，則Rd=(3.3-1.2)/0.01=210Ω如果串聯(lián)二極管，注意二極管的壓降。在設(shè)計(jì)時(shí)，注意在光耦的輸入和輸出端加入適當(dāng)?shù)臑V波電路，以減少噪聲干擾。比如我們之前拆結(jié)果的隔離模塊的電路

電容C1可以濾除信號(hào)線上的雜波干擾，尤其是現(xiàn)場(chǎng)使用劣質(zhì)的開(kāi)關(guān)電源的時(shí)候，雜波干擾非常大，這個(gè)電容建議必須要加，大小根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，太大的電容可能影響響應(yīng)速度。
集電極-發(fā)射極電壓 (V_CEO)：最大為80V，不同廠家的產(chǎn)品可能參數(shù)不同。使用時(shí)，輸出端最大電壓不要超過(guò)此值。
集電極電流 (I_C)：最大為 50mA。由于輸出驅(qū)動(dòng)能力有限，因此需要合理設(shè)計(jì)負(fù)載電路。
CTR (Current Transfer Ratio): 這是光電耦合器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，表示輸入電流和輸出電流之間的比率。CTR越高，意味著相同的輸入電流可以引起更大的輸出電流，通常在 50% - 600% 之間。當(dāng)然這個(gè)值只是在放大區(qū)有效。
由于我們是用作傳輸數(shù)字信號(hào)，所以只用關(guān)注光耦的截止區(qū)和飽和區(qū)。所以輸出電阻的選擇也至關(guān)重要。

當(dāng)輸入端為10mA時(shí)，該光耦的傳輸比最小為50%，也即輸出端在外部電路合適的情況下，最小也有輸出10mA*50% = 5mA 的能力。所以，為了保證輸入端有電壓時(shí)輸出端進(jìn)入飽和區(qū)，則需要的輸出端電阻最小為：
RL = 3.3V / 0.005 = 660歐姆
當(dāng)電阻更大時(shí)，導(dǎo)通時(shí)電阻上的壓降更大，就更容易進(jìn)入飽和區(qū)。所以該阻值要往大了選。
另外，CTR受溫度，IF，VCE，批次都有關(guān)系，因此要保留足夠的余量。
PC817A\B\C\D，尾綴不同CTR電流參數(shù)比不同，A最小，D最大。CTR比越大。
響應(yīng)時(shí)間 (Rise Time / Fall Time)：
上升時(shí)間 (Rise Time, t_r) 和 下降時(shí)間 (Fall Time, t_f)：一般情況下，響應(yīng)時(shí)間在 1μs 到 5μs 之間，取決于輸入電流和負(fù)載條件。
PC817 的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較慢，如果應(yīng)用場(chǎng)合要求高速切換（如高速數(shù)字信號(hào)傳輸），可能需要選擇響應(yīng)時(shí)間更快的光耦

隔離電壓 (Isolation Voltage)：PC817 的工作隔離電壓通常為 5000V，這表示輸入和輸出之間可以保持較高的電氣隔離。
應(yīng)用：
當(dāng)兩個(gè)電路系統(tǒng)之間需要傳輸信號(hào)，但為了避免電壓波動(dòng)、瞬時(shí)過(guò)電壓、共模干擾等影響，必須進(jìn)行電氣隔離時(shí)，使用光耦來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離。例如：在一些高電壓設(shè)備（如工業(yè)設(shè)備）上，傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)光耦進(jìn)行隔離，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�性和穩(wěn)定性。
在不同電壓電平之間需要進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，光耦可用于確保信號(hào)的完整傳輸。如5V系統(tǒng)與3.3V系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸，光耦可以用來(lái)在兩者之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，同時(shí)提供電氣隔離。
當(dāng)需要監(jiān)控電流或控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，尤其是在電流較大或者電壓較高的電路中，光耦可以用來(lái)隔離控制端與受控端，防止電流過(guò)大或過(guò)高的電壓損壞控制電路。比如，在繼電器驅(qū)動(dòng)中，光耦用于電路的隔離和控制。通過(guò)光耦傳遞控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器開(kāi)關(guān)電路，而無(wú)需擔(dān)心繼電器的電壓和電流對(duì)控制電路的影響。在電源管理系統(tǒng)中，光耦可以用于檢測(cè)電流大小并在電流過(guò)大時(shí)控制電路的開(kāi)關(guān)，提供保護(hù)。
光耦具有較好的抗干擾性和高速響應(yīng)能力，適合于傳輸高頻信號(hào)，尤其是在干擾較大的環(huán)境中。
在一些長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸中，光耦能夠有效地傳輸信號(hào)并避免信號(hào)衰減，同時(shí)提供電氣隔離。
在一些需要安全設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，如醫(yī)療、航空、軍事等，光耦可以作為電氣隔離裝置，以保障操作人員的安全。
一些敏感電路（如微控制器、傳感器等）容易受到外部高電壓或噪聲的影響，光耦可以作為保護(hù)措施，將干擾和高電壓隔離開(kāi)。