光耦長這樣，相信小伙伴們都見過，下圖是最為常用的型號PC817。

那光耦有啥用呢？怎么用呢？今天我們圍繞這兩點(diǎn)展開。主要針對實現(xiàn)邏輯功能！

一、有啥用？（如果覺得這些看的比較枯燥可以先跳過，學(xué)會怎么用再回頭看也是沒問題的）

（1）最為重要的就是“電氣隔離”，光耦通過光為媒介來傳輸電信號，轉(zhuǎn)換過程：電-光-電，實現(xiàn)隔離保護(hù)。

（2）信號傳輸，光耦主要分為線性光耦和非線性光耦。在一些高干擾和高電壓的環(huán)境下能保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性。

（3）模數(shù)轉(zhuǎn)換，在一些比較特殊的應(yīng)用中，可以利用光耦實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變。

還有一些不常用的應(yīng)用在這里就不一一列出來了，有興趣的同學(xué)可以自行度娘也是OK的，我們重點(diǎn)看“怎么用？”

二、怎么用？

我們先看圖，如下圖1：

                                              圖1

Vin為輸入信號，一般接MCU的GPIO口，由于這里的VCC1為3.3V，故MCU這邊的供電電源不能超過3.3V。

這里主要計算R1和R2的阻值。

首先R1，要計算R1必須得知道PC817左邊發(fā)光二極管的正向?qū)娏鱅f和正向?qū)妷篤f的值，可以在PC817中的手冊中找到，如下圖2,3所示：

圖2

圖3

圖2 中的If最大為50MA，一般在實際的應(yīng)用中是不能讓電流達(dá)到50MA的，會對光耦的壽命造成很大的影響。其實光耦中的發(fā)光二極管和普通我們常用的發(fā)光二極管的導(dǎo)通電流是相差不大的，一般都是10MA~20MA即可滿足要求，甚至還有10MA以下的。那10MA到底行不行呢？我們再看下圖4：

圖4

從圖4中可以看出，即使If=5MA的情況下，CTR范圍是50~600%，那10MA呢？看圖5可知If=10MA時為130%左右，CTR是什么鬼？我們接著往下聊。

圖5

在算R1和R2之前我們要先引入一個非常重要的參數(shù)：電流傳輸比CTR

那什么是CTR呢？

三極管有電流放大倍數(shù)，那光耦就有電流傳輸比，直白的講就是左邊（發(fā)光二極管）的電流傳到右邊（受光器或光敏三極管）的電流比例，當(dāng)然這個電流是直接通過光為媒介傳輸過去的。公式如下：

CTR = ( Ic / If ) x 100%

那由圖5可知If=10MA時CTR=130%。通過計算可得Ic=13MA。

由于VCC1為3.3V,If=10MA,Vf=1.2（取最小），故可以算出

R1=（3.3V-1.2V）/10MA=210Ω

知道了Ic=13MA，那如何保證右邊（受光器或者光敏三極管）處于飽和狀態(tài)呢？因為我們的目的是輸出邏輯信號，也就是開關(guān)量，所以我們只需要光敏三極管工作在飽和區(qū)與截止區(qū)就可以了。

那其實要讓光敏三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)的條件：

導(dǎo)通時：Uce≈0V。光敏三極管的CE極之間是有壓差的，這里我們?nèi)?.2V

圖6

結(jié)論：

R2=（5V-0.2V）/13MA=369Ω。取常用的阻值390Ω，R1同理取常用的阻值220Ω。

好了，就先寫到這吧，我們下一篇重點(diǎn)討論一下PCB中光耦如何布局走線的。