一般控制電路的電壓都是低電壓，但外接的設(shè)備往往是比較復(fù)雜的，電壓較高，且?guī)в休^大干擾，所以通常不管是在輸入端還是輸出端，都需要加一些隔離電路，防止外界的尖峰脈沖信號(hào)毀壞控制電路，例如本文主要總結(jié)的光耦隔離電路。光耦隔離電路主要利用發(fā)光二極管和光電三極管的組合，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的隔離。

1 發(fā)光二極管

發(fā)光二極管由于內(nèi)部材料不同，能發(fā)出不同顏色的光，例如紅色、藍(lán)色、綠色等，正因?yàn)檫@些發(fā)光二極管的內(nèi)部材料不同，也就導(dǎo)致了不同顏色的二極管從性能指標(biāo)上來看，也有一些細(xì)小的差別，例如開啟電壓不同等。

發(fā)光二極管也具有單向?qū)щ娦?，只有?dāng)外加的正向電壓使得正向電流足夠大時(shí)才發(fā)光，而且，正向電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng)。與普通二極管不同的是，發(fā)光二極管的開啟電壓較大一些。

2 光電二極管

PN結(jié)具有光敏特性，光電二極管充分利用這一點(diǎn)，將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，光電二極管和普通二極管沒什么區(qū)別：具有單向?qū)щ娦裕饧诱螂妷簳r(shí)，電流與端電壓成指數(shù)關(guān)系，外加反向電壓時(shí)，產(chǎn)生反向電流，也稱為暗電流;

當(dāng)有光照的情況下，外加反向電壓時(shí)，產(chǎn)生的電流稱為光電流，光電流受光的入射照度控制，光照越強(qiáng)，光電流越大。

3 光電三極管

光電三極管依照光照的強(qiáng)度來控制集電極電流的大小，其功能可以等效為一個(gè)光電二極管與一只晶體管的組合，如下圖所示：

沒有光照時(shí)，集電極電流稱為暗電流(比光電二極管的暗電流要大)，有光照時(shí)，集電極電流稱為光電流。

4 光耦隔離

光耦隔離電路就是利用上述所講的發(fā)光二極管和光電三極管結(jié)合，通過電-光，光-電的轉(zhuǎn)換，使輸入和輸出之間沒有電信號(hào)的直接連接，從而起到電路隔離，屏蔽干擾的作用。光耦隔離器有多種方式，下圖是一個(gè)示意圖，

在我們使用光耦隔離器隔離電路時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

4.1 輸入電流： 正如前文所述，當(dāng)外加的正向電壓產(chǎn)生的正向電流足夠大時(shí)，發(fā)光二極管才能發(fā)出光照，若輸入的電流不夠，發(fā)光二極管有可能沒有發(fā)出光照，或者發(fā)出的光照強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致輸出的信號(hào)不正確;

4.2 反向電壓： 設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該考慮光耦隔離器的最大反向電壓，以免燒壞電路;

4.3 反應(yīng)速度：由于光耦隔離電路存在著一定的反應(yīng)時(shí)間，當(dāng)輸入端的電流變化時(shí)，輸出端往往會(huì)有一段反應(yīng)時(shí)間，如下圖所示，這個(gè)反應(yīng)時(shí)間的存在往往會(huì)導(dǎo)致輸出信號(hào)的差異，尤其是我們要輸出的是一路方波信號(hào)時(shí)，就要考慮這個(gè)反應(yīng)時(shí)間會(huì)不會(huì)影響輸出的波形產(chǎn)生重大的畸變。

在B站看過我視頻的朋友應(yīng)該見過下面這個(gè)圖，這里只簡單說明一下，不再贅述了，當(dāng)輸出一路PWM信號(hào)時(shí)，光耦隔離電路的反應(yīng)時(shí)間就會(huì)對(duì)產(chǎn)生的PWM波形產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)影響太大，波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸變時(shí)，我們就要考慮在隔離電路之后加一級(jí)整形處理，或者采用別的隔離方式。

除了上面所述的幾個(gè)性能需要注意以外，還有一些其他因素也需要考慮，例如溫度(光敏晶體管往往受溫度的影響較大)，隔離器所能承受的最大電流，最大集電極功耗等參數(shù)，有些可能要根據(jù)不同的控制電路做出相應(yīng)的調(diào)整，達(dá)到我們想要的隔離效果。