最常用的光耦PC817參數(shù)解析及應用

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內部框架和引腳圖
PC817的生產廠家有很多，其中有些參數(shù)可能有差異，我們隨便拿一個規(guī)格書來看下。



正向電壓 (Forward Voltage, V_F)：通常在 1.2V 至 1.4V 范圍內，具體值依賴于輸入電流。通常工作電流為 10mA 時，V_F 大約為 1.2V。
反向電壓 (Forward Voltage, V_R)：6V
對于 LED 輸入端，雖然它是單向導電的，但在設計時要考慮反向電壓的保護。若輸入端反向電壓超過一定6V，可能會對光耦造成損壞。可以在輸入端串聯(lián)一個二極管防止反接。
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）驅動電流適當，過大的電流會導致過熱或損壞，過小的電流則可能無法有效驅動光電晶體管。常見的推薦輸入電流為 10mA 至 20mA。

選擇適當?shù)南蘖麟娮鑱砜刂戚斎腚娏�。例如，當驅動電流�?10mA 時，可以根據(jù)電源電壓計算限流電阻



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。在設計時，注意在光耦的輸入和輸出端加入適當?shù)臑V波電路，以減少噪聲干擾。比如我們之前拆結果的隔離模塊的電路

電容C1可以濾除信號線上的雜波干擾，尤其是現(xiàn)場使用劣質的開關電源的時候，雜波干擾非常大，這個電容建議必須要加，大小根據(jù)實際情況調整，太大的電容可能影響響應速度。
集電極-發(fā)射極電壓 (V_CEO)：最大為80V，不同廠家的產品可能參數(shù)不同。使用時，輸出端最大電壓不要超過此值。
集電極電流 (I_C)：最大為 50mA。由于輸出驅動能力有限，因此需要合理設計負載電路。
CTR (Current Transfer Ratio): 這是光電耦合器的一個關鍵參數(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。當然這個值只是在放大區(qū)有效。
由于我們是用作傳輸數(shù)字信號，所以只用關注光耦的截止區(qū)和飽和區(qū)。所以輸出電阻的選擇也至關重要。

當輸入端為10mA時，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輸出端進入飽和區(qū)，則需要的輸出端電阻最小為：
RL = 3.3V / 0.005 = 660歐姆
當電阻更大時，導通時電阻上的壓降更大，就更容易進入飽和區(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。
響應時間 (Rise Time / Fall Time)：
上升時間 (Rise Time, t_r) 和 下降時間 (Fall Time, t_f)：一般情況下，響應時間在 1μs 到 5μs 之間，取決于輸入電流和負載條件。
PC817 的響應時間相對較慢，如果應用場合要求高速切換（如高速數(shù)字信號傳輸），可能需要選擇響應時間更快的光耦

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。
應用：
當兩個電路系統(tǒng)之間需要傳輸信號，但為了避免電壓波動、瞬時過電壓、共模干擾等影響，必須進行電氣隔離時，使用光耦來實現(xiàn)隔離。例如：在一些高電壓設備（如工業(yè)設備）上，傳感器采集到的信號通過光耦進行隔離，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行信號轉換時，光耦可用于確保信號的完整傳輸。如5V系統(tǒng)與3.3V系統(tǒng)之間的信號傳輸，光耦可以用來在兩者之間實現(xiàn)信號的傳遞，同時提供電氣隔離。
當需要監(jiān)控電流或控制開關狀態(tài)，尤其是在電流較大或者電壓較高的電路中，光耦可以用來隔離控制端與受控端，防止電流過大或過高的電壓損壞控制電路。比如，在繼電器驅動中，光耦用于電路的隔離和控制。通過光耦傳遞控制信號來驅動繼電器開關電路，而無需擔心繼電器的電壓和電流對控制電路的影響。在電源管理系統(tǒng)中，光耦可以用于檢測電流大小并在電流過大時控制電路的開關，提供保護。
光耦具有較好的抗干擾性和高速響應能力，適合于傳輸高頻信號，尤其是在干擾較大的環(huán)境中。
在一些長距離的信號傳輸中，光耦能夠有效地傳輸信號并避免信號衰減，同時提供電氣隔離。
在一些需要安全設計的系統(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，光耦可以作為保護措施，將干擾和高電壓隔離開。