什么是高速光耦？该如何选型？
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。
光电耦合器主要由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。 光的发射部分主要由发光器件构成，发光器件一般都是发光二极管，发光二极管加上正向电压时，能将电能转化为光能而发光，发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动，但发光二极管在使用时必须加正向电压。
光的接收部分主要由光敏器件构成，光敏器件一般都是光敏晶体管， 光敏晶体管是利用 PN 结在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。
光的信号放大部分主要由电子电路等构成。发光器件的管脚为输入端，而光敏器件的管脚为输出端。工作时把电信号加到输入端，使发光器件的芯体发光， 而光敏器件受光照后产生光电流并经电子电路放大后输出，实现电→光→电的转换，从而实现输入和输出电路的电器隔离。由于光电耦合器输入与输出电路间互相隔离，且电信号在传输时具有单向性等优点， 因而光电耦合器具有良好的抗电磁波干扰能力和电绝缘能力。
高速光耦介绍
电耦合器(简称光耦)是开关电源电路中常用的器件。光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦。
常用的4N系列光耦属于非线性光耦，常用的线性光耦是PC817A—C系列。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于弄开关信号的传输，不适合于传输模拟量。线性光耦的电流传输手特性曲线接进直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰。同时电源带负载能力下降。
在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换。常用的4脚线性光耦有PC817A----C。PC111TLP521等常用的六脚线性光耦有：TLP632TLP532PC614PC714PS2031等。常用的4N254N264N354N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦。
高速光耦芯片型号与选型
100Kbit/S：
6N138、6N139、PS8703
1Mbit/S：
6N135、6N136、CNW135、CNW136、PS8601、PS8602、PS8701、PS9613、PS9713、CNW4502、HCPL-2503、HCPL-4502、HCPL-2530(双路)、HCPL-2531(双路)
10Mbit/S：
6N137、PS9614、PS9714、PS9611、PS9715、HCPL-2601、HCPL-2611、HCPL-2630(双路)、HCPL-2631(双路)
高速光耦与普通光耦区别
在结构当面，高速光耦与普通光耦是不一样，高速光耦的结构是光敏二极管+放大驱动电路，普通光耦的结构是光敏三极管(+放大驱动电路)。光敏二极管的响应速度(上升下降时间)是纳秒级，光敏三极管的响应速度(上升下降时间)是微秒级。不是说普通光耦工作在线性区它就能高速，它固有的响应时间就限死了它想快也快不起来。另外如果普通光耦工作在线性区，那它也会受限截至频率Fc(Cut-offFrequency)这个参数，普通光耦这个Fc基本在50KHz左右(测试条件VCC=5v、IC=5ma、RL=100R，RL加大Fc更小，RL=1K时，Fc大约在10KHz左右)，像TLP521，Fc约50KHz，PC817，Fc约80KHz，CNY117，Fc约250KHz。
当然有些普通光耦在调大驱动电流(到200MA)/减小负载电阻(到500OHM)/优化驱动脉冲等情况下的确实能达到500KHz这样的速度。
高速光耦的应用
1、高速光耦应用在空调
2、高速光耦应用在驱动电源
高速光电耦合器6N137原理与应用
高速光电耦合器6N137由磷砷化镓发光二极管和光敏集成检测电路组成。通过光敏二极管接收信号并经内部高增益线性放大器把信号放大后，由集电极开路门输出。6N137引脚图和内部结构图如图1和图2所示。该光电器件高、低电平传输延迟时间短，典型值仅为45ns，已接近TTL电路传输延迟时间的水平。具有10Mbps的高速性能，因而在传输速度上完全能够满足隔离总线的要求。内部噪声防护装置提供了典型10kV/μs的共模抑制功能。除此之外，6N137还具有一个控制端，通过对该端的控制，可使光耦输出端呈现高阻状态。
1:NC.;2:Anode(阳极);3:Cathode(阴极);4:N.C.;5:GND;6:Output(Opencollector开路集电极);7:Enable(使能端);8:VCC
简单的原理如图1所示，若以脚2为输入，脚3接地，则真值表如附表2所列，这相当于非门的传输，若希望在传输过程中不改变逻辑状态，则从脚3输入，脚2接高电平。
6N137原理及典型应用
6N137的内部结构原理如图3所示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。
隔离器6N137典型应用如图3所示，假设输入端属于模块I，输出端属于模块II。输入端有A、B两种接法，分别得到反相或同相逻辑传输，其中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250μA，光敏管不导通;发光二极管正向压降1.2-1.7V(典型1.4V)，正向电流6.3-15mA，光敏管导通。若以B方法连接，TTL电平输入，Vcc为5V时，RF可选500Ω左右。如果不加限流电阻或阻值很小，6N137仍能工作，但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击，尤其是数字波形较陡时，上升、下降沿的频谱很宽，会造成相当大的尖峰脉冲噪声，而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声，其峰-峰值可达100mV以上，足以使模拟电路产生自激。所以在可能的情况下，RF应尽量取大。
输出端由模块II供电，Vcc2=4.5～5.5V。在Vcc2(脚8)和地(脚5)之间必须接一个0.1μF高频特性良好的电容，如瓷介质或钽电容，而且应尽量放在脚5和脚8附近(不要超过1cm)。这个电容可以吸收电源线上的纹波，又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。脚7是使能端，当它在0-0.8V时强制输出为高(开路);当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作，见真值表2。
脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上。一般可选4.7kΩ，若后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容，它和RL影响器件的响应时间，当RL=350Ω，CL=15pF时，响应延迟为25-75ns。
具体应用
光电耦合器具体应用
组成开关电路
当输入信号ui为低电平时，晶体管V1处于截止状态，光电耦合器B1中发光二极管的电流近似为零，输出端Q11、Q12间的电阻很大，相当于开关“断开”;当ui为高电平时，v1导通，B1中发光二极管发光，Q11、Q12间的电阻变小，相当于开关“接通”.该电路因Ui为低电平时，开关不通，故为高电平导通状态.同理，图2电路中，因无信号(Ui为低电平)时，开关导通，故为低电平导通状态。
组成逻辑电路
电路“与门”逻辑电路。其逻辑表达式为P=A.B.两只光敏管串联，只有当输入逻辑电平A=1、B=1时，输出P=1。同理，还可以组成“或门”、“与非门”、“或非门”等逻辑电路。
隔离耦合电路
这是一个典型的交流耦合放大电路.适当选取发光回路限流电阻Rl，使B4的电流传输比为一常数，即可保证该电路的线性放大作用。
高压稳压电路
驱动管需采用耐压较高的晶体管(图中驱动管为3DG27)。当输出电压增大时，V55
的偏压增加，B5中发光二极管的正向电流增大，使光敏管极间电压减小，调整管be结偏压降低而内阻增大，使输出电压降低，而保持输出电压的稳定。
照明灯电路
A是四组模拟电子开关(S1~S4)：S1，S2，S3并联(可增加驱动功率及抗干扰能力)用于延时电路，当其接通电源后经R4，B6驱动双向可控硅VT，VT直接控制门厅照明灯H;S4与外接光敏电阻Rl等构成环境光线检测电路。当门关闭时，安装在门框上的常闭型干簧管KD受到门上磁铁作用，其触点断开，S1，S2，S3处于数据开状态。晚间主人回家打开门，磁铁远离KD，KD触点闭合。此时9V电源整流后经R1向C1充电，C1两端电压很快上升到9V，整流电压经S1，S2，S3和R4使B6内发光管发光从而触发双向可控硅导通，VT亦导通，H点亮，实现自动照明控制作用。房门关闭后，磁铁控制KD，触点断开，9V电源停止对C1充电，电路进入延时状态。C1开始对R3放电，经一段时间延迟后，C1两端电压逐渐下降到S1，S2，S3的开启电压(1.5v)以下，S1，S2，S3恢复断开状态，导致B6截止，VT亦截止，H熄来，实现延时关灯功能。
光电耦合器在多种电子设备中的应用非常广泛。随着数字通信技术的迅速发展以及光隔离器和固体继电器等自动控制部件在机械工业中的应用不断扩大, 特别是微处理机在各个领域中的应用推广( 有时一台微机上的用量可达十几个甚至上百个) 和产品性能的逐步提高, 光电耦合器的应用市场将日益扩大, 同时, 其社会效益和经济效益也会十分显著 。
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