光耦合器的電流傳輸比(CTR)允許范圍為50%~200%。這是因為CTR50%時,光耦合中的LED需要大的工作電流(IF)5.0mA),能夠正??刂茊纹_關(guān)電源IC的占有率,增加光耦合的功耗。CTR200%啟動電路或負(fù)荷突變時,單片開關(guān)電源可能會誤觸,影響正常輸出。如果用功放電路驅(qū)動光耦,必須精心設(shè)計,以確保耦合溫度不穩(wěn)定和漂移。
建議采用線性光耦合器,其特點是CTR值可在一定范圍內(nèi)進行線性調(diào)整。
在上述使用的光耦方式下,在光耦方式的輸入端加上控制電壓,在輸出端比例地產(chǎn)生下一級電路的電壓,單片機進行閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,對電源輸出發(fā)揮穩(wěn)定的作用。
為了徹底阻斷干擾信號進入系統(tǒng),不僅要隔離信號通道,還要隔離輸入或輸出電路和系統(tǒng)的電源,即這些電路分別使用獨立的隔離電源。對于共模干擾,采用隔離技術(shù),即利用變壓器或線性光耦,切斷輸入地和輸出地,使干擾無回路而受到抑制。在開關(guān)電源中,光耦是一個非常重要的周邊設(shè)備,設(shè)計者可以充分利用其輸入輸出隔離作用對單片機進行抗干擾設(shè)計,對變換器進行閉環(huán)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。
采用光耦合器作為固態(tài)繼電器具有體積小、耦合緊密、驅(qū)動功率小、工作速度快、工作溫度范圍寬等優(yōu)點。光耦合器的左半部分電路可以將輸入的電信號Vi變成光耦合器內(nèi)的發(fā)光二極管發(fā)光的光信號,右半部分電路通過光耦合器內(nèi)的光敏三極管將光信號恢復(fù)到電信號,因此是非常好的電光和光聯(lián)合轉(zhuǎn)換器件。光耦電流傳輸比為20%,耐壓為150V,驅(qū)動電流在8~20mA之間。在實際使用中,由于沒有普通電磁繼電器常見的實際接點,因此不存在接觸不良和電弧點火等現(xiàn)象,也不會受到外力和機械沖擊而引起誤動作。因此,其性能相對可靠,工作非常穩(wěn)定。
為了防止電話線路被并機偷走或電話機被盜,可以利用光耦合器設(shè)計簡單實用的電話保安電路,由VD1~VD4構(gòu)成極性轉(zhuǎn)換電路。本保安器在接入電話線路時,無需區(qū)分電話線路反饋電壓的極性,因此使用該保安器對安裝非常方便。
在線性電路中,兩級放大器之間通常使用音頻變壓器作為耦合。這種耦合的缺點是在變壓器鐵芯片中消耗一部分電力,有可能引起失真。選擇光耦合器代替音頻變壓器可以克服這些缺點。輸入信號Vi通過三極管BG1、BG2的前級擴大后,驅(qū)動光耦合器左側(cè)的LED發(fā)光,右側(cè)的光敏管全部吸收轉(zhuǎn)換為電信號,該信號通過后級電路BG3擴大,該管的發(fā)射極通過電容器C3輸出不變真的擴大信號V0。該電路完全隔離前后兩級放大器,消除了地面環(huán)路可能引起的干擾。同時,該電路還具有噪音消除功能,避免信號失真。整個電路的總增益有望達到20dB以上,帶寬約為120kHz。
光耦能夠構(gòu)成各種各樣邏輯電路,由于光耦的抗干擾性能和隔離性能優(yōu)于晶體管,因此它構(gòu)成的邏輯電路更為可靠。
在開關(guān)電路中,控制電路和開關(guān)之間需要良好的電隔離,對于一般的電子開關(guān)來說很難,但是使用光耦合器很容易實現(xiàn)。
將光耦用于雙穩(wěn)輸出電路,由于能夠?qū)ED分別串入兩管發(fā)射極電路,能夠有效解決輸出與負(fù)荷隔離地的問題。
光耦應(yīng)用于數(shù)字電路,可擴大脈沖信號。
線性光耦應(yīng)用于線性電路,具有較高的地線性和優(yōu)良的地電隔離性能。
光耦也可用于高壓控制、變壓器、觸點繼電器和A/D電路等場合。