光耦合器或光隔离器是能够在两个电路级之间有效传输直流信号和其他数据的设备，同时也能在它们之间保持良好的电气隔离水平。
光耦合器特别有用的地方是电信号需要通过两个电路级发送，但在各级之间具有极端程度的电气隔离。
光耦合器件作为两个电路之间的逻辑电平转换器件，它有能力阻止集成电路之间的噪声传输，隔离逻辑电平与高压交流线路，并消除接地回路。
光耦成为一种有效的替代品继电器以及用于接口数字电路阶段的变压器。
此外，光耦的频率响应在模拟电路中是无法比拟的。
光耦内部结构
光耦合器内部包含一个红外或红外发光二极管(通常使用砷化镓制造)。该红外LED光学耦合到相邻的硅光电探测器设备，通常是一个光电晶体管，一个光电二极管或任何类似的光敏元件)。这两个互补的设备是密封嵌入在一个不透明的防光包装。
上图显示了一个典型的6引脚双列(DIP)光耦合器芯片的解剖视图。当与IR LED连接的端子被提供一个适当的正向偏置电压时，它在内部发出波长900到940纳米范围的红外辐射。
该红外信号落在相邻的光电探测器上，该光电探测器通常是NPN光电晶体管（灵敏度设置为相同波长），并立即传导，在其集电极/发射极端子上形成连续性。
如图所示，红外LED和光电晶体管被安装在引线框架的相邻臂上。
引线架是由精细的导电金属片冲压而成，有几个分支状的精加工。在内部分支的帮助下创建了用于加强该器件的隔离衬底。DIP的各自的梢相应地从外部分枝发展而来。
一旦在管壳和适当的引线框架引脚之间建立了导电连接，IR LED和光电晶体管周围的空间将密封在透明的IR支撑树脂内，该树脂的行为类似于两个IR设备之间的“光管”或光波导。
整个组件最终在一种耐光环氧树脂中成型，形成DIP封装。最后，引线框架引脚端子整齐地向下弯曲。
光耦合器引出线
上图显示了DIP封装中典型光耦的引脚图。该设备也被称为光隔离器，因为两个芯片之间不涉及电流，而只涉及光信号，还因为红外发射器和红外探测器具有100%的电气绝缘和隔离。
与此设备相关的其他流行名称是光电耦合器或光电解耦隔离器。
我们可以看到，内部IR晶体管的基极端接在集成电路的引脚6上。这个基极通常是不连接的，因为该器件的主要目的是通过一个隔离的内部IR光信号使两个电路耦合。
同样，引脚3是一个开放或未连接的引脚，是无关的。将内部红外光电晶体管转换为光电二极管，只需将基极引脚6与发射极引脚4短路并连接即可。
然而，上述特性可能无法在4针光耦合器或多通道光耦合器中实现。
光耦合器的特点
光耦合器表现出一个非常有用的特性，并且其光耦合效率称为电流传输比，或CTR。
该比率通过理想匹配的红外LED信号光谱与其相邻的光电晶体管检测光谱而增强。
因此，CTR定义为在特定光耦装置的额定偏置水平下，输出电流与输入电流的比率。它由百分比表示：
CTR =我清洁能源/我fx 100%
当规范建议CTR为100%时，它指的是每mA电流向IR LED传输1 mA的输出电流。对于不同的光耦，CTR的最小值可能显示20%到100%之间的变化。
可能改变CTR的因素取决于设备输入和输出电源电压和电流的瞬时规格。
上图显示了光耦合器内部光电晶体管的输出电流的特性图（ICB)与输入电流(IF)，当10v的VCB应用在其集电极/底座引脚。
重要光耦规格
可根据以下给定数据研究一些基本光耦规格参数：
隔离电压（Viso）：它被定义为可以在光耦合器的输入和输出电路级上存在的绝对最大交流电压，而不会对设备造成任何危害。此参数的标准值可能均落在500 V至5 kV rms之间。
VCE:它可以理解为通过该器件的光电晶体管引脚可以施加的最大直流电压。通常情况下，电压范围在30到70伏之间。
如果：它是可能在电路中流动的最大连续直流正向电流IR LED或I红色的．它是光耦合器的光电晶体管输出指定的电流处理能力的标准值，其范围可能在40到100毫安之间。
上升/下降时间:此参数定义光耦合器通过内部红外LED和光电晶体管的逻辑响应速度。上升和下降的时间通常在2到5微秒之间。这也告诉了我们光耦合器器件的带宽。
光耦合器基本配置
上图显示了一个基本的光耦电路。可通过光电晶体管的电流量由IR LED或I型晶体管施加的正向偏置电流确定红色的，尽管他们完全分开了。
当开关S1保持断开时，电流流过I红色的被抑制，这意味着光电晶体管没有可用的IR能量。
这使得设备完全无效地导致零电压在输出电阻R2上产生。
当S1闭合时，允许电流通过I红色的和R1。
这将激活红外LED，该LED开始在光电晶体管上发射红外信号，从而使其打开，进而导致R2上产生输出电压。
这种基本的光耦电路将特别对开/关开关输入信号做出良好的响应。
但是，如果需要，可以修改电路以使用模拟输入信号并产生相应的模拟输出信号。
选择光耦合器
任何光耦合器的光电晶体管都可能有许多不同的输出、输出增益和工作规格。下面解释的原理图描述了六种其他形式的光耦合器变体，它们具有各自的IRED和输出光探测器的特定组合。
上面的第一个变体表示双向输入和光电晶体管输出光耦原理图，其特征是一对背对背连接的砷化镓IRED，用于耦合输入交流信号，并防止反极性输入。
通常这种变异可能表现出最低的CTR为20%。
上面的下一种类型说明了一种光耦合器，其输出是用硅基的光达林顿放大器增强的。这使得它可以产生比其他普通光耦合器更高的输出电流。
由于在输出端的达林顿元件，这种类型的光耦合器能够在集电极到发射极电压约为30至35伏时产生至少500%的CTR。这个幅度似乎比普通的光耦合器高出大约十倍。
然而，这些可能不像其他正常的设备一样快，这可能是一个重大的权衡，而工作与photodarlington耦合器。
而且，它的有效带宽可能会减少大约10倍。photoDarlington光电耦合器的工业标准版本是4N29到4N33和6N138和6N139。
你也可以得到双通道和四通道photodarlington耦合器。
上面的第三个示意图显示了具有IRED和MOSFET光电传感器的双向线性输出的光耦合器。该变体的隔离电压范围可以高达2500伏特有效值。击穿电压范围可在15至30伏，而上升和下降时间约为15微秒。
上面的下一个变体演示了一个基本的SCR或晶闸管基于光电传感器。这里的输出是通过可控硅控制的。OptoSCR型耦合器的隔离电压通常在1000至4000伏RMS之间。其特点是最小阻断电压为200至400 V。最高开启电流（I虚拟现实)可达10ma左右。
上面的图像显示了具有光电三极管输出的光耦合器。这种基于晶闸管的输出耦合器通常具有400v的正向阻塞电压(VDRM)。
具有施密特触发器特性的光耦合器也可提供。这种类型的光耦合器如上图所示，它包括一个基于集成电路的光传感器，该传感器具有施密特触发器集成电路，可以将正弦波或任何形式的脉冲输入信号转换为矩形输出电压。
这些基于IC光电探测器的设备实际上设计成与多谐振荡器电路一样。隔离电压可以在2500至4000伏之间。
接通电流通常规定在1到10毫安之间。最小和最大工作电源电平在3至26伏之间，数据速率(NRZ)的最大速度为1 MHz。
应用电路
光耦合器的内部功能与离散设置IR发射器和接收器组件的工作完全相类似。
输入电流控制
就像其他LED一样，光耦的IR LED也需要一个电阻来控制输入电流到安全的极限。该电阻器可以通过两种基本方式与光耦LED连接，如下图所示:
电阻器可以与IRED的阳极端(a)或阴极端(b)串联。
AC光耦合器
在我们之前的讨论中，我们了解到对于交流输入，建议使用交流光耦合器。然而，任何标准光耦合器也可以通过在IRED输入引脚上添加一个外部二极管安全地配置一个交流输入，如下图所示。
这种设计也确保了设备对意外反向输入电压条件的安全性。
数字或模拟转换
为了在光耦合器的输出端得到数字或模拟转换，可以分别与光晶体管集电极引脚或发射极引脚串联一个电阻，如下图所示:
转换为光电晶体管或光电二极管
如下所示，一个普通的6脚DIP光耦合器的输出光晶体管可以通过将其光晶体管的晶体管的基脚6与地连接，并保持发射极不连接或用pin6使其短路，从而转换为光二极管的输出。
这种配置导致输入信号的上升时间显著增加，但也导致CTR值急剧下降至0.2%。
光电耦合器数字接口
光耦合器在数字信号接口方面非常出色，可以在不同的电源水平下工作。
光耦合器可用于连接相同的TTL、ECL或CMOS家族的数字IC，同样也可用于连接这些芯片家族的数字IC。
光耦合器在连接个人电脑或微控制器与其他大型机或负载(如电机)时也很受欢迎，继电器、螺线管、灯具等。下图为光耦合器与TTL电路的接口图。
TTL IC与光耦接口
这里我们可以看到光耦的IRED是通过+5V和TTL门输出连接的，而不是通常的TTL输出和地之间的方式。
这是因为TTL栅极被评定为产生非常低的输出电流（约400UA），但被指定以以相当高的速率（16 mA）吸收电流。因此，随着TTL低，上面的连接允许IRED的最佳激活电流。然而，这也意味着输出响应将被反转。
TTL门输出存在的另一个缺点是，当其输出为高或逻辑1时，可能产生约2.5 V的电平，这可能不足以完全关闭IRED。必须至少为4.5 V或5 V，才能完全关闭IRED。
为纠正此问题，包括R3，以确保即使TTL栅极输出变高，也确保IRED完全关闭，即使使用2.5 V.
收集器输出引线之间的连接可以看到光耦合器的输入和地面TTL集成电路。这是很重要的,因为一个TTL门的输入必须充分停飞至少低于0.8 V 1.6 mA,使正确的逻辑门电路输出0。必须注意的是，上图所示的设置允许输出的非反相响应。
CMOS集成电路与光耦的接口
与TTL不同，CMOS IC输出能够产生和吸收高达多mA的足够电流，而不会出现问题。
因此，如下图所示，这些集成电路可以很容易地与光耦合器IRED在汇聚模式或源模式下进行接口。
无论在输入端选择哪种配置，输出端的R2必须足够大，以使CMOS门输出逻辑0和1状态之间的完整输出电压摇摆。
Arduino微控制器和光耦合器与BJT接口
上图显示了如何接口微控制器或Arduino输出信号（5伏，5 mA），通过光耦合器和BJT级具有相对高的电流负载。
通过Arduino的HIGH +5V逻辑，光耦合器IRED和光电晶体管都保持关闭，这使得Q1, Q2和负载电机保持打开状态。
现在，一旦Arduino输出变低，光耦合器IRED激活并打开光电晶体管。这立即接地的基础偏置Q1，开关Q1, Q2和电机。
用光耦合器接口模拟信号
光耦合器还可以有效地用于连接两个电路级的模拟信号，方法是确定通过IRED的阈值电流，然后用应用的模拟信号对其进行调制。
下图显示了如何将此技术应用于耦合模拟音频信号。
运算放大器IC2的配置类似于单位增益电压跟随器电路。可以看到光耦的IRED装配在负反馈回路上。
这个环路导致R3上的电压(因此通过IRED的电流)精确地跟随，或跟踪应用到运放引脚#3的电压，这是非反相输入引脚。
运放的这个引脚通过R1、R2分压器设置在电源电压的一半。这允许引脚3用交流信号进行调制，交流信号可以是音频信号，并导致IRED照明根据音频或调制模拟信号变化。
静止电流或空闲电流通过R3达到1到2 mA。
在光耦的输出端，静态电流由光电晶体管决定。该电流在电位计R4上产生电压，需要调整电位计R4的值，以便产生静态输出，该输出也等于电源电压的一半。
通过电位器R4提取跟踪调制音频输出等效信号，并通过C2解耦进行进一步处理。
三端双向晶闸管与光耦的接口
理想情况下，光耦合器可用于在低直流控制电路和基于高交流电源的双向晶闸管控制电路之间创建完全隔离的耦合。
建议将直流输入的接地端接在合适的接地线上。
完整的设置可以在下图中查看:
以上设计可用于隔离电源交流灯的控制、加热器、电机和其他类似负载。该电路不是过零控制设置，这意味着输入触发器将导致双向晶闸管在交流波形的任意点切换。
在这里，由R2、D1、D2和C1组成的网络产生一个10 V的电位差，该电位差源自交流线路输入。该电压用于触发双向可控硅通过闭合开关S1打开输入侧时，通过Q1。这意味着，只要S1打开，由于Q1的零基极偏置，光耦就会关闭，从而保持双向晶闸管（triac）关闭。
S1关闭时，它会激活IRED，从而打开Q1。Q1随后将10 V直流电连接到双向晶闸管的栅极，该栅极打开双向晶闸管，并最终打开连接的负载。
上面的下一个电路是用硅单片零电压开关CA3059/ CA3079设计的。这种电路允许可控硅同步触发，这只是在零电压穿越交流循环波形。
当按下S1时，opamp才能响应于TRIAC输入交流循环在零交叉线附近几个MV附近。如果在AC在零交叉线附近进行输入触发，则运算放大器等待直到波形达到零交叉，并且只有从其PIN4通过正逻辑触发TRIAC。
这种过零开关特性保护了被连接的电流不受突然的巨大电流浪涌和尖峰的影响，因为接通是在过零电平完成的，而不是在交流电处于较高峰值时。
这也消除了电源线中不必要的射频噪声和干扰。这种光耦可控硅过零开关可以有效地用于制造SSR或SSR固态继电器．
光电可控硅和光电可控硅光电耦合器应用
具有光电可控硅和光电可控硅输出形式的光电探测器的光电耦合器通常额定输出电流较低。
然而，与其他光耦器件不同，optoTriac或optoSCR具有相当高的浪涌电流处理能力（脉冲），这可能远高于其额定RMS值。
对于SCR光电耦合器，浪涌电流规格可能高达5安培，但其形式可能为100微秒脉冲宽度，占空比不超过1%。
对于可控硅光耦，浪涌规格可能是1.2安培，这必须只能持续10微秒的脉冲，最大占空比为10%。
下图显示了一些使用双向晶闸管光耦合器的应用电路。
在第一个图中，可以看到光可控硅配置为直接从交流线路激活灯。为了光耦合器的安全工作，灯泡的额定有效值必须小于100毫安，峰值涌流比必须小于1.2安培。
第二种设计显示了如何配置光可控硅光耦合器来触发从可控硅，并随后按任何首选功率额定值激活负载。此电路建议仅用于电阻负载，如白炽灯或加热元件。
上面的第三个图说明了如何修改上面的两个电路处理感应负载像汽车。电路由R2、C1和R3组成，在可控硅栅驱动网络上产生相移。
这允许可控硅通过一个正确的触发动作。电阻R4和C2是作为一个缓冲网络，以抑制和控制浪涌峰值由于电感反emf ..
在上述所有应用中，R1的尺寸必须保证给IRED提供至少20 mA的正向电流，以适当触发可控硅光电探测器。
速度计数器或RPM检测器应用
上述图解释了几个独特的定制光耦合器模块，可用于速度计数器或RPM测量应用。
第一个概念显示了定制的开槽耦合器-断续器组件。我们可以看到在IRED和光电晶体管之间有一个气隙形式的插槽，它们安装在单独的盒子上，面对面穿过气隙插槽。
正常情况下，模块通电时，红外信号能够穿过插槽而不受任何阻碍。我们知道，在红外信号的传播路径上放置一个不透明的物体，可以完全阻断红外信号。在所讨论的应用中，当车轮辐条等障碍物被允许通过插槽时，会导致红外信号的通过中断。
这些随后在光电晶体管终端的输出端转换为时钟频率。该输出时钟频率根据车轮的速度而变化，并且可以为所需的测量处理。．
所示插槽的宽度可能为3毫米（0.12英寸）。模块内部使用的光电晶体管有一个光电晶体管，在“打开”条件下，应规定最低CTR约为10%。
这个模块实际上是一个标准光耦合器有一个嵌入式IR和一个光电晶体管，唯一的区别是，在这里，它们离散地组装在一个单独的盒子里，有一个气隙槽将它们分开。
上述第一个模块可用于测量转数或类似转数计数器。每次轮箍穿过光耦插槽时，光电晶体管将关闭，产生一个计数。
所附的第二个设计显示了设计用于响应反射红外信号的光耦模块。
IRED和光电晶体管安装在模块中的单独隔间中，因此它们通常无法“看到”彼此。然而，这两个设备的安装方式都是共用一个5毫米（0.2英寸）远的焦点角度。
这使得中断器模块能够检测到不能插入到细槽中的附近移动物体。这种类型的反射镜光学模块可以用于计算大型物体通过传送带或物体滑下饲料管的通道。
在上面的第二幅图中，我们可以看到模块被用作旋转计数器，通过安装在旋转盘对面的反射镜检测IRED和光电晶体管之间的反射红外信号。
光耦模块和旋转盘之间的间隔等于发射器-探测器对的5 mm焦距。
车轮上的反射面可以使用金属漆、胶带或玻璃制成。这些定制的离散光耦合器模块也可以有效地应用于发动机轴转速计数，以及发动机轴转速或每分钟旋转测量等。根据输出电路配置规范，上述光中断器和光反射器概念可使用任何光探测器设备（如Photo Arlington、PhotoCR和photoTriac设备）构建。
门/窗入侵报警
以上所介绍的光隔离中断器模块也可以有效地作为门窗入侵报警，如下图所示:
该电路比传统更有效，更容易安装磁簧继电器式入侵报警器．
在这里，电路利用一个IC 555定时器作为一次定时器鸣响警报。
光隔离器的气隙槽用杠杆式附件堵塞，该附件也集成在窗户或门上。
在打开门或打开窗户的情况下，槽中的堵塞被删除，LED IR到达光电晶体管并激活一次拍摄单稳态IC 555级．
IC 555立即触发压电蜂鸣器报警关于入侵。
请问我如何使用光耦合器隔离96v输入，我只能做24v，。
由于赃物
Seun，请解释一下你到底想要实现什么，我会尽量弄清楚的
我有一个电路，用于隔离24V的2个直流系统，但我想分别将系统升级到48V和96V。
也许这篇文章将帮助您相应地配置OptoCoupler
//www.addme-blog.com/how-to-drive-relay-through-opto-coupler/
你能给我一份这篇文章的pdf版吗?我觉得这篇文章很有教育意义。我在墨西哥的一所技术高中工作
谢谢你，很高兴你喜欢这个帖子!但是我很抱歉，我不知道如何将这篇文章转换成pdf副本
你好，我希望你能建议一个电路，它将提供一个孤立的电位器，我可以用它来替代一个4.7K的锅，用来控制直流电机的速度。目前的电机电路板运行的台式铣床有一个90V电机。罐体使用12V控制变速。
我有一台电脑，可以输出0-10V，我想用它来控制主轴速度。我想知道光耦电路是否可以实现这个设置与你的帮助?
嗨，这可能是通过一个LED/LDR光耦实现的，该光耦需要通过将一个LDR和一个LED面对面地封装在一个防光管内手动构建。
然后，LED终端可以通过1k电阻器应用于0-10V电源，然后可以使用电阻器代替4k7预设
你过去曾帮助过我们，我们对此深表感激。
我们正在寻找一个具有交流输入和交流输出的光耦合器。我们希望能够选择，通过跳线，高或低24VDC信号的输入和/或输出。我们搜索了又搜索，但是只能找到交流输入带直流输出(ILD755-1)，或者直流输入带交流输出(IL420)。
非常感谢你的帮助。
路易
很高兴我能帮上忙!我认为IL420可以用于交流输入，如果交流通过桥式整流器整流，这将使两个半周期都可以被输入LED检测，这将相应地由输出侧可控硅处理。
谢谢你，Swagatam。您是否知道具有交流输入和TRIAC输出的光耦合器？根本没有足够的板空间来添加单独的三条转基地。我无法找到一个组合单位。再次，我们感谢您的帮助。
路易
不客气，卢修斯，对不起，我找过了，但没找到。
是否存在4个biți的验光器？
(4 optocuplori montați PE UN singur bloc)
亲爱的Swag先生：
非常感谢您的回复，没有占用您的时间。
请问我如何购买你在上面提到的任何传感器光耦合器或IRLED模块?你有吗?
谢谢。
谢谢Patrick先生，你可能可以从任何一家在线电子备件店买到
您好先生，请提供Pc410L和pC457L OPIC光电耦合器的测试方法
您好，您可以通过以下设置进行测试：
当输入脉冲开启时，输出Vo为零，反之亦然
对不起，我的英语很差
我的意思是，我想在0到360度之间打开可控硅
从交流输入电压得到不同的电压
正如你说的，我想要一个没有交叉探测器的光电直升机
因为交叉探测器是我的目的的障碍
亲爱的先生，如果我想控制输入电压，例如单相交流电机与列车脉冲，我通过atmega32控制
I连接的输出MICRO输入MOC 30 63
提前谢谢你
嗨Sedigh,
对于用TRIAC和PWM控制交流电动机，零交叉变得非常重要，以避免TRIAC失效和损坏。此外，零交叉不会影响电动机的控制过程与脉冲系。这种控制被称为零电压切换，即使通过过零检测也可以有效地完成。
但是，为了实现平滑的0到360度控制，您可以尝试在调光器电路中实现的相位斩波概念：
//www.addme-blog.com/how-to-make-simplest-triac-flasher/
亲爱的先生，正如我在最后的评论中解释的那样，我将控制交流输入电压，实际上控制VRMS在不同用途的电压，可能我想在最高电压水平或任何时候打开我的可控硅
尽管有交叉检测器，我还是没能实现我的愿望，你能给我推荐一个司机来管理我的双向可控管吗
你又向我建议的集成电路有同样的交叉检测器
而且不允许我的微芯片在最高电压水平上打开可控硅
请原谅我给你添麻烦了
我实际上坦克非常适合快速反应
向他为每个人教授电子技术的人致以最诚挚的问候
你好，Sedigh，我听不懂英文翻译?你是说你想要一辆没有零穿越侦测装置的光电车吗?
你好亲爱的先生我连接1 k电阻和芯片都是5 v输出电压水平,甚至容易引发场效应管我的问题在3063年商务部是否退出交叉在商务部导致故障检测器商务部的职责是什么我做了雷德数据表商务部完全交叉的但我不知道意义探测器是强制性的光电可控硅我将触发我的可控硅的变化，在输入电压的火的角度
此致
您好，Sedigh，是的，双向晶闸管必须进行过零控制触发。如果不进行实际检查，我很难诊断您的电路故障。
或者，您也可以使用普通光耦获得与上述文章中使用opamp IC 3059解释的相同结果
hi dear sir i have made a circuit in mega 32 for control the voltage level i established a cross reference detector in atmega input and identify timing zero point in input 220 ac in micro with delay timing for control angle fire in optotriac but i don’t know why i couldn’t get output in triac whether exciting cross zero detector in opto moc 3063 is cause mulfunction in output
你好，Sedigh，你是否通过手动触发输入侧来单独检查MOC电路?请检查其数据表，根据数据表建立可控硅电路，并手动触发。如果它工作，那么您的atmega编码可能有一些问题
亲爱的先生，我谢谢你的快速回复
你们有一个关于moc 3063的电路来启动双向晶闸管吗？我从数据表上得到了这个电路，我也这么做，但是直接触发我不能在电路中得到任何输出
坦克提前
此致
嗨Sedigh，我几乎没有测试它，但数据表不能错......在你的电路中必须在可能导致问题的情况下不正确。
你为输入的IRED LED连接了哪个电阻?以及你在测试的输入端使用了多少电压。