光耦的基本原理和TLP521的简单应用

1、基本原理：

1.1、光耦亦称光电隔离器或光电耦合器，它是以光为媒介来传输电信号的元器件，光耦的主要构件是发光器件和光敏器件，当输入端有电信号，发光二极管发出光线，光敏器件接收光线后会产生光电流，从输出端流出，实现了“电-光-电“的控制。

2、优点：

2.1、 信号单向传输，输入端与输出端实现了电器隔离，且隔离耐压高。 2.2、抗干扰能力强，无触点，使用寿命长，传输效率高。

3、TLP521的简单应用：

3.1、输入端接入3.3V电压 100Hz 的脉冲方波，流过限流电阻R1后输入TLP251光耦的输入端，这时发光二极管会和方波一样的周期性导通、截止；输出端从光敏三极管的集电极输出，光耦输出是反相的。这里Multisim14.0仿真的输入端电压是3.3V;输出端上拉一个电阻接5V电压；在实际应用中，输入和输出是两个不同的电源，如下图所示：

4、光耦的参数和电路选型：

4.1、在光耦的选型中，要重点关注输入端的正向工作电压Vf（Forward Voltage）;正向工作电流If（Forward Current）;反向电压Vr（Reverse Voltage ）;反向电流Ir（Reverse Current ）;输出端的电流，电阻；以及很重要的参数：电流传输比。我们这里仿真以TLP521-1为例，输入端电平为3.3V,输出端电平为5V,查看TLP521-1参数如下：

4.2、输入电流

4.3、电流传输比

4.4、正向工作电压

4.5、先看输入端，输入电流If值在0-25mA,输入压降 在10mA时为1.0V-1.3V，这时候光耦能工作在较理想的状态，由此可算出输入电阻取值：

Ri = （3.3-1.15）/10mA = 215Ω

再次，看电流传输比，即4.3图中的50%-600%，它表征的是输出端电流/输入端电流；先计算出输出端可能达到的电路，当输入端电路为10mA时，看参数表的电流传输比最小为50%，故输出端最小有10mA*50%=5mA的电流，所以需要输出端的电阻最小取值为：

Ro= （5V/5mA） = 1KΩ

注：当电阻越大，导通时电阻的压降越大，越容易进入饱和区,如下图所示