线性光耦PC817的选型和应用
线性光耦PC817的选型和应用
光耦合器（Optocoupler）是一种将电信号转换为光信号，再转换回电信号的光电隔离器件，在电子电路中广泛应用于信号隔离、电平转换、噪声抑制等场景。本文将详细介绍线性光耦PC817的选型和应用，包括其内部结构、关键参数、特性曲线以及实际应用中的选型和保护电路设计。
一、光耦选型
1）光耦型号：PC817X2CSP9F
2）光耦型号解读
PC817X2CSP9F：X2系列，B等级，Ic=6.5mA~13mA
二、光耦PC817的内部结构
三、光耦PC817的关键参数
3.1 内部二极管正向电压
当IF=20mA时，测得正向电压为1.2V，最大1.4V
3.2 输入端的端口电容Ct
当信号为1KHz时，端口电容为30pF，最高为250pF
3.3 暗电流ICEO
当VCE=50V，输入端没有信号，IF=0mA，输出端的ICEOmax=100nA（10^-9次方），很小了
3.4 发射极集电极击穿电压BVCEO
当输入端没有信号，IF=0mA，Ic=0.1mA，BVCEOmin=80V
3.5 集电极击发射极击穿电压BVECO
当输入端没有信号，IF=0mA，Ie=0.01mA，BVECOmin=6V
3.6集电极电流Ic
PC817X2CSP9F：X2系列，B等级，Ic=6.5mA~13mA
3.7 集电极击发射极饱和电压VCE(sat)
VCE(sat)典型值=0.1V，最高0.2V
3.8 电流传输比CTR
CTR=50%-600%
3.9 隔离阻抗Riso
Riso=10的11次方Ω
3.10 关断频率fc
当VCE=5V，IIc=2mA，RL=100Ω，-3dB处的频率fc=80KHz
3.11上升沿时间tr
当VCE=2V，Ic=2mA，RL=100Ω，tr=4us，最大18us
3.12下降沿时间tf
当VCE=2V，Ic=2mA，RL=100Ω，tr=3us，最大18us
3.13 光耦寿命
光耦的寿命和LED电流IF及工作环境温度及工作环境温度有关；
光耦寿命：CTR降到初始值的50%的时间.
因此，降低输入电流，以及将CTR降额使用，可提高光耦的寿命。
四、PC817芯片特性曲线
4.1 温度-正向电流曲线
当温度55℃以内，IF极限值50mA，基本不变；
当温度55℃~100℃，IF极限值线性降低，最低20mA；
当温度达到100℃，IF基本为0mA；
4.2 温度-集电极功耗曲线
当温度25℃以内，Pc功耗极限值150mW，基本不变；
当温度25℃~100℃，Pc功耗极限值线性降低，最低40mW；
当温度达到100℃，Pc基本为0mW；
4.3 CTR-IF曲线图
4.6 延时
五、封装选型
六、温度范围
工作温度：-30℃~100℃
七、芯片运用
7.1 设计要求：Ic=8mA，输出最大瞬态电压24V，输出信号电压5V，输入信号电压1.8V
应用流程：
选型：工作在开关状态
选型：CTR范围：130%260%13mA
选型：Ic范围6.5mA
选型：VCEmax=30V以上，需要在24V基础上留有余量，比如80%；
VF=1.2V
ICsat=8mA≤ IFCTR‘
CTR'=90%CTR=130%90%=117%------留有余量，深度饱和
IF≥6.83mA，设置IF=8mA
VCEsat=0.2V
R1=(1.8V-1.2V)/8mA=75Ω P1=8mA8mA75Ω=4.8mW
R2=(5V-0.2V)/8mA=600Ω P2=8mA8mA600Ω=38.4mW
输入信号频率，需要低于80KHz；
输入信号Tr=Tf=20us，us级；
55℃时，Pc功耗从150mW降低到100mW；
7.2 增加保护电路
一般情况下，不需要设计光耦输出保护，仅在现场环境特别恶劣，电磁干扰严重，或者输出可能与高压连接或会产生负电压的情况下，需要设计光耦输出保护。保护原则是光耦VCEO集电极-发射极电压不过压，以及VCEO的反向保护。
可以在光耦的输出接一个反向并联的1N4148或一个稳压二极管，稳压二极管的最小导通电压需要大于光耦输出端的工作电压。
24V是工业上最常用的电压，在这电压下工作的二极管太多了。要想长期工作，需要注意保护。
本文原文来自CSDN