工程师必会电路–光耦隔离电路

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官方说法

光耦芯片内部原理图拆解

由上图可以看出来，光耦是由二部分组成，左半部分为发光二极管，右半部分由光敏三极管构成（这里不做过多介绍，只需要知道能将光信号转换为电信号即可），二极管和三极管之间没有导体进行连接，所以形成了隔离层。

当发光二极管有电流流过时,二极管开始工作，电流I越大，发光强度越强，发光二极管可以直接控制光敏三极管，当有光照射到光敏三极管的光敏电阻时，电阻的阻值会发生变化，从而控制三极管的通断。

光耦电路常用的二个作用：

1. 电气隔离：实现输入端和输出端进行隔离，输入端损坏不会影响到输出端，输出端损坏同样不会影响到输入端。
2. 信号传输：实现不同电压水平的通信，例如STM32需要接入一个24V的传感器输入，就可以使用光耦进行接入。

注：光耦电路响应的速度较慢，通常开关频率在3ms到几十ms，不适用于高速的信号处理电路当中。举个例子，时钟信号一个周期为10us，使用光耦隔离电路就会导致，这个信号还没有采集到，下一个信号又来了，导致数据错误。

典型应用电路图

当输入信号电压为0时，光耦电路开始工作，发光二极管开始发光，三极管导通，输出端电压为0V.

当输入信号电压为VCC时，光耦电路不工作，输出端电压为3.3V.

注意事项：

1. 光耦电路输入和输出端要进行电源隔离，否则光耦就失去了隔离的作用。
2. 光耦可能会受到高温的影响，使用时尽量避免高温直射。
3. 输入端电路保护设计，由于光耦电路输入端是发光二极管，所以要加限流电阻进行保护，防止过压、过流导致损坏。

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                                   文字 | 老王（化名）   编辑 | 老王

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