什么是光耦合器的CTR？光耦合器电路设计示例
光耦电路的设计像设计 bjt 电路一样。如果 bjt 有增益或者电流增益，那光耦合器就有 ctr 或电流传输比。 了解 ctr，并使用，那光耦合电路设计的就会变得容易。
一、什么是光耦合器的 ctr？
ctr 也就是电流传输比，是集电极与正向电流的比率，用%表示：ctr = ( ic / if ) x 100%集电极电流是流向光耦合器晶体管侧集电极的电流，另一方面，正向电流是流向光耦合器二极管侧的电流。
基本上，二极管侧通过器件电流传输比链接到晶体管侧。在设计光耦合器电路设计时，也可以使用 kvl、kcl、欧姆定律等。
二、光耦合器电路设计步骤
1、选择电路结构在这个时候，尽量不要让电路变得复杂，因此组件数量是越少越好。有两个原因，第一，成本较低，第二组件越少，出故障率越低，可靠性也就越高。 假设将信号从初级侧控制器传输到次级控制器，那电路就如下所示：
逆变器配置 上面这个电路配置是逆变器，如果你想要非反相信号，就使用下面这个电路结构。
同相配置 如果要使晶体管饱和，第一个电路通常是反相电路，如果将电路偏置为在线性区域工作，则 uout 节点处的电压可能高于 0 。第二个电路是同相配置，与 bjt 的共集电极配置相当，但由于存在基极电流，bjt 共集电极比该电路更为复杂。2、选择光耦合部件光耦合器电路设计的下一步是选择光耦合器部件，在这个过程中，你必须考虑你的需求。
如果你的应用是交换机，则比较选择最低ctr较高的设备，
如果你的设备是线性的，你可以考虑使用点击率范围较小的应用程序，严格的点击率将对应较小的变化。
如果电路要暴露再高温环境下，最好选择 ct受环境温度影响不太大的光耦，光耦合器ctr会随着温度升高而降低。
例如下图中，在100℃环境温度下相对 ctr 会下降很多。
ctr和温度之间的关系 如果电路使用的周期较长，最好还要考虑一下预期生命曲线。如下所示，随着设备老化，点击率会下降。
预期生命曲线3、设置电路操作这里必须要设计电路的工作点，为了使信息更丰富，可以参下面的电路。
设计电路的工作点1）定义输出电平上述电路可以被配置为在线性或饱和区域工作。 饱和时，uout 节点理想为零，但线性高于零但低于 ucc。当二极管侧没有偏置时，uout 的电平与 ucc 相同。
因此，如果将电路设计为开关，则理想情况下，当光耦合器导通时，必须假设 uce 或 uout 为零。
如果应用是线性的，则必须在设计中使用的 uout 节点中定义特定电平。
2）定义 rf 值你可以自由选择该值。但是，在某些应用中需要注意。大多数时候，udd 源自数字电路或设备，例如 mcu 或 dsp。如果是这样，不能超过数字电路或设备的电流额定值的方式设置 rf 值。对于 mcu 和 dsp，灌电流和源电流通常在 4ma 到 9ma 之间（其他一些可能会达到高于 9ma，在 datasheet 中查看）。 假设额定电流最大仅为 4ma，则将实际正向电流最多设置为其 80%。所以 rf : if= (udd – uf) / rf rf > (udd – uf)/(80% x i 额定值) （uf为光耦的正向电压）3）确定 rc定义 rf 和正向电流后，即可确定 rc 的值。4）对于饱和度设置( ic / if ) [ (ucc –ucesat ) / (ctr设备 x if ) ]5）对于线性设置( ic / if ) = ctr 设备 ic = (ucc – uce) / rc rc = [ ( ucc – uce ) / ( ctrdevice x if ) ]
三、光耦合器电路设计示例1-设计为开关
现在，应该上述光耦合器电路设计，为下面的电路提供值。 输出应提供逻辑低电平和逻辑高电平。逻辑低电平是低于 0.8v 的任何电压，而逻辑高电平等于 ucc。电源 ucc 为 5v，由具有 4ma 拉电流和灌电流能力的 mcu 提供。光耦 ctr 为80%，二极管压降为0.7v。
光耦合器电路设计示例1、选择射频值rf = [ ( udd –uf ) / ( 80% x i rating ) ] rf > [ ( 5v – 0.7v ) / ( 80% x 4ma ) ] =1.34 kohm我们可以将 rf 设置为1.5k 标准值。2、求解 ifif = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 ma3、确定 rcrc > [ (ucc – ucesat ) / ( ctr x if ) ] = [ ( 5v – 0v ) / ( 80% x 2.87ma ) ] =2.18 kohm我们假设最坏情况下 ucesat 等于 0。现在最终电路的是
最终电路4、设计检查我们将验证正向电流 if 是否不超过 mcu 的最大拉电流和灌电流。if= [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] = 2.87 ma 计算出的当前正向电流是安全的。5、检查光耦是否能输出低信号为了获得低信号，晶体管侧必须饱和。要知道晶体管是否真的会饱和，我们使用以下公式： ( ic / if ) [ (udd – uf ) / ( 80% x i 额定值 ) ] = [ ( 5v – 0.7 ) / ( 80% x 4 ma ) ] =1.34 kohm我们可以将rf 设置为1.5k 标准值。2、求解 ifif = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 ma3、确定 rcrc = [ (ucc –uce ) / ( crt x if ) ] uout 的指定电平为 3v 使得 uce 等于 2v，所以 rc = [ ( 5v – 2v ) / ( 80% x 2.87 ma) ] =1.31 kohm使用非常接近计算值的标准值。在本例中，我们将使用 1.3kohm。4、检查
if = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 maic = ctr x if = 80% x 2.87 ma =2.296 mauout = ic x rc = 2.296 ma x 1.3 kohm =2.984 v结果u out 并不完全等于 3v，因为我们使用 1.3k 作为 rc 值，而不是计算出的 1.31k。 你可以在光耦电路设计使用上述步骤。
Graphcore：英国的寒武纪为何触礁？
国际半导体产业协会发布声明:希望美国商务部将华为禁令延长120天
工业4.0真来了！关于“5G”的十大解答
专家解读4K超高清电视选购标准
罗氏谐振器—一种用于DC/DC变换器的PWM信号发生器
什么是光耦合器的CTR？光耦合器电路设计示例
高通不惜代价起诉苹果,指iPhone X 侵犯了高通持有的Palm OS 专利
使用TrueTime工具箱对CAN和FlexRay的理论和实践进行分析
射频系统中邻道功率比和占用带宽工作原理解析
游戏主机简史
腾讯QQ取消iPhone在线了!买iPhone8还有意义吗?
ITECH推出IT-N6900系列可编程直流电源
矽海达科技RCA COFDM调制发射模块介绍
锻造工艺大解析
ARM7启动流程详解
逆向工程技术应用三维逆向建模和修复工业产品服务三维修复破损损坏
5G驱动PCB产业千亿市场，行业龙头业绩大幅增长
Imagination多核GPU IP助力国产芯片突破桌面云端
文件压缩原理
9家LED上市公司扎堆发布了2021年第一季度业绩报告
一、什么是光耦合器的 ctr？
ctr 也就是电流传输比，是集电极与正向电流的比率，用%表示：ctr = ( ic / if ) x 100%集电极电流是流向光耦合器晶体管侧集电极的电流，另一方面，正向电流是流向光耦合器二极管侧的电流。
基本上，二极管侧通过器件电流传输比链接到晶体管侧。在设计光耦合器电路设计时，也可以使用 kvl、kcl、欧姆定律等。
二、光耦合器电路设计步骤
1、选择电路结构在这个时候，尽量不要让电路变得复杂，因此组件数量是越少越好。有两个原因，第一，成本较低，第二组件越少，出故障率越低，可靠性也就越高。 假设将信号从初级侧控制器传输到次级控制器，那电路就如下所示：
逆变器配置 上面这个电路配置是逆变器，如果你想要非反相信号，就使用下面这个电路结构。
同相配置 如果要使晶体管饱和，第一个电路通常是反相电路，如果将电路偏置为在线性区域工作，则 uout 节点处的电压可能高于 0 。第二个电路是同相配置，与 bjt 的共集电极配置相当，但由于存在基极电流，bjt 共集电极比该电路更为复杂。2、选择光耦合部件光耦合器电路设计的下一步是选择光耦合器部件，在这个过程中，你必须考虑你的需求。
如果你的应用是交换机，则比较选择最低ctr较高的设备，
如果你的设备是线性的，你可以考虑使用点击率范围较小的应用程序，严格的点击率将对应较小的变化。
如果电路要暴露再高温环境下，最好选择 ct受环境温度影响不太大的光耦，光耦合器ctr会随着温度升高而降低。
例如下图中，在100℃环境温度下相对 ctr 会下降很多。
ctr和温度之间的关系 如果电路使用的周期较长，最好还要考虑一下预期生命曲线。如下所示，随着设备老化，点击率会下降。
预期生命曲线3、设置电路操作这里必须要设计电路的工作点，为了使信息更丰富，可以参下面的电路。
设计电路的工作点1）定义输出电平上述电路可以被配置为在线性或饱和区域工作。 饱和时，uout 节点理想为零，但线性高于零但低于 ucc。当二极管侧没有偏置时，uout 的电平与 ucc 相同。
因此，如果将电路设计为开关，则理想情况下，当光耦合器导通时，必须假设 uce 或 uout 为零。
如果应用是线性的，则必须在设计中使用的 uout 节点中定义特定电平。
2）定义 rf 值你可以自由选择该值。但是，在某些应用中需要注意。大多数时候，udd 源自数字电路或设备，例如 mcu 或 dsp。如果是这样，不能超过数字电路或设备的电流额定值的方式设置 rf 值。对于 mcu 和 dsp，灌电流和源电流通常在 4ma 到 9ma 之间（其他一些可能会达到高于 9ma，在 datasheet 中查看）。 假设额定电流最大仅为 4ma，则将实际正向电流最多设置为其 80%。所以 rf : if= (udd – uf) / rf rf > (udd – uf)/(80% x i 额定值) （uf为光耦的正向电压）3）确定 rc定义 rf 和正向电流后，即可确定 rc 的值。4）对于饱和度设置( ic / if ) [ (ucc –ucesat ) / (ctr设备 x if ) ]5）对于线性设置( ic / if ) = ctr 设备 ic = (ucc – uce) / rc rc = [ ( ucc – uce ) / ( ctrdevice x if ) ]
三、光耦合器电路设计示例1-设计为开关
现在，应该上述光耦合器电路设计，为下面的电路提供值。 输出应提供逻辑低电平和逻辑高电平。逻辑低电平是低于 0.8v 的任何电压，而逻辑高电平等于 ucc。电源 ucc 为 5v，由具有 4ma 拉电流和灌电流能力的 mcu 提供。光耦 ctr 为80%，二极管压降为0.7v。
光耦合器电路设计示例1、选择射频值rf = [ ( udd –uf ) / ( 80% x i rating ) ] rf > [ ( 5v – 0.7v ) / ( 80% x 4ma ) ] =1.34 kohm我们可以将 rf 设置为1.5k 标准值。2、求解 ifif = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 ma3、确定 rcrc > [ (ucc – ucesat ) / ( ctr x if ) ] = [ ( 5v – 0v ) / ( 80% x 2.87ma ) ] =2.18 kohm我们假设最坏情况下 ucesat 等于 0。现在最终电路的是
最终电路4、设计检查我们将验证正向电流 if 是否不超过 mcu 的最大拉电流和灌电流。if= [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] = 2.87 ma 计算出的当前正向电流是安全的。5、检查光耦是否能输出低信号为了获得低信号，晶体管侧必须饱和。要知道晶体管是否真的会饱和，我们使用以下公式： ( ic / if ) [ (udd – uf ) / ( 80% x i 额定值 ) ] = [ ( 5v – 0.7 ) / ( 80% x 4 ma ) ] =1.34 kohm我们可以将rf 设置为1.5k 标准值。2、求解 ifif = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 ma3、确定 rcrc = [ (ucc –uce ) / ( crt x if ) ] uout 的指定电平为 3v 使得 uce 等于 2v，所以 rc = [ ( 5v – 2v ) / ( 80% x 2.87 ma) ] =1.31 kohm使用非常接近计算值的标准值。在本例中，我们将使用 1.3kohm。4、检查
if = [ ( 5v – 0.7v ) / 1.5 kohm ] =2.87 maic = ctr x if = 80% x 2.87 ma =2.296 mauout = ic x rc = 2.296 ma x 1.3 kohm =2.984 v结果u out 并不完全等于 3v，因为我们使用 1.3k 作为 rc 值，而不是计算出的 1.31k。 你可以在光耦电路设计使用上述步骤。
Graphcore：英国的寒武纪为何触礁？
国际半导体产业协会发布声明:希望美国商务部将华为禁令延长120天
工业4.0真来了！关于“5G”的十大解答
专家解读4K超高清电视选购标准
罗氏谐振器—一种用于DC/DC变换器的PWM信号发生器
什么是光耦合器的CTR？光耦合器电路设计示例
高通不惜代价起诉苹果,指iPhone X 侵犯了高通持有的Palm OS 专利
使用TrueTime工具箱对CAN和FlexRay的理论和实践进行分析
射频系统中邻道功率比和占用带宽工作原理解析
游戏主机简史
腾讯QQ取消iPhone在线了!买iPhone8还有意义吗?
ITECH推出IT-N6900系列可编程直流电源
矽海达科技RCA COFDM调制发射模块介绍
锻造工艺大解析
ARM7启动流程详解
逆向工程技术应用三维逆向建模和修复工业产品服务三维修复破损损坏
5G驱动PCB产业千亿市场，行业龙头业绩大幅增长
Imagination多核GPU IP助力国产芯片突破桌面云端
文件压缩原理
9家LED上市公司扎堆发布了2021年第一季度业绩报告