干货｜光耦怎么用：输入和输出到底是什么关系？

电器应用中常用的隔离器件有光耦、继电器、变压器。
光耦属于流控型元件，以光为媒介传输信号：电光电，输入端是发光二极管，输出端是光敏半导体。光耦的核心应用是隔离作用，常用于输入与输出之间无共地的系统。所以输入与输出之间的耐压可达上千伏特。
很多通讯模块也是光耦隔离的，更容易实现各个系统之间的连接，完全不用考虑是否共地。
如图1为光耦控制继电器（小功率），为使光耦能有效驱动继电器，那么输出端的阻抗应较小，所以输入端的电流应较大，具体原因见下面分析。

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图1 光耦控制继电器
如图2为开关信号经过光耦隔离输入至单片机，图中24V与3.3V不是共地的，且在控制系统中数字电压3.3V驱动能力有限，所以通常用开关电源的24V或12V作为开关信号的电源。

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图2 输入输出隔离
光耦输入输出的关系
以上两种普通的应用看似简单，但要正确使用光耦，就必须掌握光耦的输入和输出到底是什么关系？
光耦分为线性光耦和非线性光耦，实际常规应用中线性光耦较多，因为线性光耦可以替代非线性光耦，现在以线性光耦（PS2561A）做以下实验，换种角度了解TA的魅力。
如图3所示，调节光耦输入电流IF ，测量输出的CE阻抗。
图3 输入电流IF与输出CE阻抗关系实验
左边为输入电流IF ，右边为输出CE阻抗
如图4所示，光耦输入与输出的限流电阻都是1k ，且输入电压都相同，于是调节稳压源的电压值，可以得到光耦输入电流IF与输出电流IC的关系。

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【干货｜光耦怎么用：输入和输出到底是什么关系？】
图4 输入电流IF与输出电流IC的关系实验

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左边为输入电流IF ，右边为输出电流IC
如图5得到的实验数据，输出电流IC与输入电流IF曲线趋势基本一致， CE阻抗小于1k左右呈线性变化。且最低阻抗大于100Ω 。

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图5 实验数据
所以使用线性光耦传递开关信号时，需要合理匹配输入电阻的大小，图1中输入电阻360Ω ，光耦输入正向压降1V左右，所输入电流IC为(5-1)/360≈11mA ，光耦输出CE阻抗200Ω多点，而继电器HFD2线圈阻抗2880Ω ，此时可正常驱动继电器，若IC电流变小，则CE阻抗变大后会导致不能正常驱动继电器。