一文详解光耦的作用、工作原理、优点、类型和应用

时间： 2024-11-10 来源：TOPPOWER官网

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光耦合器（Optocoupler，简称光耦）是一种常用于电子电路中的半导体器件，主要用于电气隔离、信号传输和噪声抑制。光耦的基本作用是通过光信号来传递电信号，实现输入与输出之间的电气隔离，从而保护电路不受高电压或噪声的干扰。

光耦的作用：

电气隔离：光耦可以有效地隔离电路中的高压和低压部分，防止高电压直接影响低电压部分，保护微处理器、控制器和敏感电路。

信号传输：光耦将电信号转换为光信号，并通过光信号再转换回来，从而实现信号传输。这个过程避免了直接的电气连接，可以减少电磁干扰和噪声传播。

噪声抑制：由于光耦的信号传输方式（光信号），它能够有效隔离不同电路之间的电磁干扰，减少噪声对系统的影响。

保护作用：当高电压（如电力系统中的电压）进入光耦的输入端时，光耦将通过光信号传输到输出端，防止高电压损坏后续的电路组件。

光耦的工作原理：

光耦的工作原理主要是通过光信号来进行电信号的隔离与传输。其结构通常由两部分组成：发光部分（LED）和接收部分（光敏元件，如光电二极管、光敏三端器件等）。以下是具体的工作原理：

输入端（LED发光部分）：

输入端通常是一个LED（发光二极管），其两端与输入电路连接。

当输入电路（例如微控制器的输出端）提供电流时，LED发光。

LED的亮灭状态与输入电流的大小和变化保持一致。

光信号传输：

LED发出的光线穿过光耦的隔离区域，并照射到接收部分（光敏元件）上。由于LED和光敏元件之间有光隔离结构，因此输入和输出之间没有直接的电气连接。

输出端（光敏元件接收部分）：

光敏元件（例如光电二极管、光电三端器件等）接收到LED发出的光信号后，会根据光信号的强度或亮灭状态产生相应的电信号输出。

这种输出信号与输入信号保持一致，但电气上已经实现了隔离。

输出信号：

接收端的光敏元件将光信号转换成电信号，输出给后续电路。

由于输入端和输出端之间没有直接的电气连接，电气隔离得以实现。

光耦的类型：

光耦根据不同的应用场景和工作原理可以分为以下几种类型：

光电二极管型光耦：使用光电二极管作为接收部分，适用于低速信号传输。

光敏三端器件型光耦：使用光敏三端器件（如光敏晶体管）作为接收部分，适用于高速信号传输。

光纤光耦：通过光纤作为光信号传输的媒介，适用于长距离传输和高速应用。

光伏型光耦：使用光伏电池作为接收器，常用于模拟信号的传输。

开关型光耦：用于数字信号的隔离和传输。

光耦的优点：

电气隔离：通过光信号传输电信号，有效地避免高电压对低电压电路的影响。

抗干扰能力强：光耦的光信号传输不受电磁干扰，能够有效抑制噪声。

提高系统可靠性：光耦能够保护电路和控制系统免受电压波动、电气击穿等问题的影响。

光耦的应用：

光耦广泛应用于各种需要电气隔离的场合，常见的应用领域包括：

微控制器和外部电路的隔离：保护微控制器或低电压系统免受高电压干扰。

电源管理系统：在电源控制和调节过程中，提供电气隔离。

通信电路：用于信号传输，避免电磁干扰。

工业自动化设备：如PLC、继电器控制等，确保电气安全。

家电产品：例如在家电的电路板中使用光耦来防止电气干扰。

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型号- BTW69,MB10S,SL25T135FL,BTA26-1000,SL2306,SL2307,MB10F,SL2308,SMCJ440CA,SL2309,SL55X,SL40N60C,SL2310,SL2312,SL3400,SL54X,SL3402,SL3404,SL4614,RS1A,RS1M,SMF5.0CA,SS120F,SL13N50FS,MMBT4401,FMMT591,MMBT4403,SLESDL0603-24,LM317,2N5551,WE07DF-B,MMSZ5259B,SL2016384MXXX,S2MB,SL2301,SL2302,SL53X,SL2305,1SMB5921B,BTB20-600,SL322526MXXX,SL25N10,S2MF,SLESD8D36V,SL252025MXXX,SL201624MXXX,SLESD5Z5.0C,SL201616MXXX,2SK3018W,SL4949,SS52BF,2SB1261,SL10N65F,ZM4727,2SB1132,1SMA4777A,DB307S,SL1609SH,SL8N65F,SL05N06A,GBLC15CI,2SA812,SLESD8D15V,FMMT493,SMDJ170A,FMMT491,WE05DF-BS,2SC3357,SL78LXX,SL1609SL,SMF5.0A,US1AF,SL12020BT,MMBZ5221B,MMDL914,SL1609TH,SL05N06Z,RS2A,SL42764,SL1609TL,SL53N65CT,SS320BF,RS2M,SLESD5Z7V0,FMMT489,UMB10F,GBLC03CI,MM5Z2V0,MMBT5401,BT136-600,SS22,LMV321,SF1006DS,SL403,2N5401,SL6520B,SL12030BT,KBL4005,UMB1F,SMF58CA,SS32,SMBJ5.0,2SK3018,SMBJ170CA,KBL410,BTA60-1200,GBLC12CI,US2AB,SL322512MXXX,WE24DF-B,SS12,SL3N170AP,US2AF,SMF58A,SL503224MXXX,SL50T65FL,SL1619SH,SL322527MXXX,SL42744D,SL1619SL,SS210B,LM321,SLESDL0603-16,SL201632MXXX,GBU410,IRLML6401,BCP51,BCP53,BCP52,BCP55,BCP54,BZX84C43,BCP56,SL1619TH,SL2733,SL1619TL,SL52X,TL432,TL431,SS52,NUP2105LT1G,SL201625MXXX,SL49SM3579M20P-20,SL252026MXXX,BTA80-1200,SLESDL0603-05,BCP68,SLESD8D3V3,MMSZ5221B,TL431B,SL49SM26M20P-20,F1A,TL431A,DB207S,GBLC24CI,SS220F,2N7002E,BT136-800,F1M,SL85XXX,SL4822A,SL76N60CT,MC34063S,PC817,SL18N50F,SL2328A,BT137-600,MMBZ5262B,SM24C,SM36C,LMV358,RS3AB,SS310C,SS310B,DB107S,SM12C,DB301S,SL40T120FL,KBL610,SL40N65CF,SL80N65CTL,SL12005B,GBP4005,SL49SM25M20P-20,SL22N120A,SL002N02K,SLESD5Z24,MMDT2222A,US2MF,SL503225MXXX,US2MB,SL252024MXXX,SLESD3B5CM,SL05N10A,SL12P03S,C945,US2A,BFG520,SL252016MXXX,SL322532MXXX,SL2319A,SL40N65CT,SLESD5Z36,GBU6005,RS2AF,SL9013MXXXX,SS320F,US2M,SL73XX,ULN2803,SD20C,2SB1197K,SL4409N,ZMM2V0,SL12015B,SLESD5.0U035,US1A,SL10N120A,BTA08-600,SL0501,SL8205S,SL75T65FL1,US1M,SL80N120A,BAS316,2SD965A,S8550,SMBJ5.0C,S6AC,M1,BSS123,SL0601,LM2904,M7,SLPESD15VL1BA,LM2902,GBP3005,SL2309A,SLPESD0402M07,BT137-800,MM1Z39B,SLESD9B5.0ST5G,SLPESD0402M05,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,SLPESD0402M03,GBU8005,BTA12-600,SLPESD2CAN,SM20C,RS5AB,SS520F,SL201630MXXX,MMDT3904,BSS138,BTA41-1600,FR101,MMDT3906,SL322525MXXX,SM4001PL,FR107,SMDJ5.0CA,BTA06-600,BZT52B51BS,SLPESD0402M18,SL17010BT,SL322530MXXX,SLPESD0402M16,WE12DF-B,SLPESD0402M12,SL15T65FL,MM5Z75,SMDJ5.0A,SL80N10,DB201S,SL54MXXXX,S1A,S5AC,SL12010B,S5AB,2SD1624,SL6206-XXMR,SMCJ5.0CA,S1M,B772,KBL6005,SMBJ170A,MMBT2222A,AMS1117-XX,SL75XX,DB101S,SL322524MXXX,GBP2005,S2A,BT138-600,2SC1815,SL10N10A,SLESD9B3.3S,SL4813A,S2M,SL002P02K,SL50N120A,SL9435A,SL4184,S10AC,SL80N65CT,1SMA4728A,RS5MB,BC857B,SLESD5Z15V,SL6508B,SL4264-2,ZMM200,MMDT2227,SL1625SL,SM08C,SL252030MXXX,SL20N10,GBU4005,SD03C,SD15C,SL1625SH,BC856B,BTA10-800,SL1625TL,SL306X,GBP210,BT169D,SL4284,SL4041,SL1625TH,SL1613SH,ABS2,BTA26-800,SS510B,ABS10,1N4001W,SS510C,SL6506B,S3AC,S3AB,KBP4005,2SC1623,2SC2712,SF1001DS,ES1JF,2SD1781,1SS226,BZT52B43,SL1613TL,SL305X,SS52F,SL1002B,BTA41-800,SD05C,SL4275,SL1613TH,SS52B,SS52C,S10MC,SS525,BT138-800,SLESD2401QC,2SD1898,BZT52C2V4S,SL2333A,SL100N03,DSK220,SL40N60CF,D882,ES2JF,GBP310,SL3N06,SL304X,SLM511,SL10P04S,SL49SM24M20P-20,BT139-600,1SS355,SL4N65F,S2AF,SL503212MXXX,SL3401S,1N4148W,S2AB,C1815,BTA04-600,ABS210,MMBT3904,ES2JB,KBP2005,MMBT3906,SL9945,MAC97A8,SL78XX,SL1623SL,ABS201,SL303X,MAC97A6,BAV99,SL17025BT,SLM501,SL2192,SLPESD0201M24,KBP210,BZT52B3V0BS,SL1623SH,RS1AF,BTA41-1200,SLESD5Z12V,MB1F,SL4407A,1SS181,BC848B,78MXX,SM15C,SS510BF,GBP410,SM03C,MB1S,SL-10XX,SL302X,LL4148,SLM611,SLPESD3V3L1BA,SLESD5Z2V5,SMAJ5.0A,MMBTA05,SL1623TH,MMBTA06,SL20T65FH,SL14N120A,SL1623TL,BT131-600,BC847B,SLPESD12VL1BA,2SC2873,DSK310,SL40T65FL,ES3JC,S8050,ES3JB,BAV70,MMBT2907,MCR100-8,BCX51,BSN20,MMBD4148,BCX53,SL301X,BCX52,BCX55,SLM601,SM18C,SLESD5B5CU,BCX54,SLM600,SL322516MXXX,BAV20W,BCX56,KBP310,SL7603PXXXX,SL2302M,SLESD8H5.0CT5G,IRF640,SL6800C,SL7N65CN,SD12C,SLESD8D5.0C,S9013,SD24C,S9014,S9015,BC846B,SL10N06A,S9012,BT139-800,SL7N65CF,KBP3005,SL7N65CD,MCR100-6,BZT52C2V4,SL7N65CI,SM05C,2N3904,SL3139,SS8550,SMAJ170CA,US1MF,BAV21W,SL8820,S9018,2N3906,SD36C,MM3Z75,BZT52C43S,BTB10-600,MMBTA55,SLW611,RS1MF,SL3134K,SS110,SS32BF,SL11N65CD,1N4007W,SL11N65CF,SL6512B,SL252012MXXX,SL8052A,SL1629SH,MM1W3V3,SL1629SL,KBP410,SL20162712MXXX,SLPESD5V0L1BA,SS22B,1N4148WS,SL60T65FL,1N4148WT,DSK32,SS22F,MMBTA56,SLW601,SM4007PL,MMBTA44,SL6540BT,MMBTA42,SL49SM6M20P-20,SL252040MXXX,SL36N120A,SL12040BT,SL201626MXXX,SL50N06D,SL1629TH,SL50328MXXX,SL827,BT151,BT152,SL1629TL,SL49SM8M20P-20,SL49SM27M20P-20,SL826,DSK22,SL11N65CQ,SL49SM12M20P-20,SL49SM16M20P-20,S6MC,SL49SM10M20P-20,2N7002,M1F,SLPESD0201M05,MMBT6517,SL322540MXXX,GBLC08CI,2SC5824,ES1K,2SC4617,GBU610,SL6510B,BZT52B2V4,SL12N65F,SL1605SH,ULN2001,SL1605SL,MM1W330,BSS84,BZX84C2V4,DSK12,MM3Z2V0,SL9193MXXXX,BAW56,SL21N65CF,ES1AF,SLPESD0201M03,SL25T120FL,BTA24-800,ULN2003,ES2A,SS12F,6N137,SL15N65CD,6N136,SL15N65CF,LM2575,6N135,LM2576,SMAJ170A,SMDJ170CA,SL851,SL252027MXXX,S5MB,SL1605TL,SL503216MXXX,

选型指南 - SLKOR - 2022/10/9 PDF 中文下载

灿瑞科技AC/DC、LDO、Hall和光耦等产品应用于高速吹风机中，助力智能新生活

灿瑞科技产品线针对高速吹风机应用，匹配定制化解决方案，AC/DC、LDO、Hall和光耦等产品在吹风机上的应用展现了多项独特的技术优势。

应用方案发布时间 : 2024-11-15

群芯微（Qunxin Microelectronics）光电耦合器选型指南

目录- 企业介绍应用领域产品路线图示例产品选型表晶体管光耦达林顿光耦光继电器可控硅光耦高速光耦（智能）栅极驱动光耦智能功率模块接口光光耦隔离运算放大器品质保证产品及体系认证车规认证

型号- QX2223,QX0723,QX4N33,QX0601,QX1019,QX330J,QX1018,QX0721,QX0720,QXC79B,QX21X,QXC79A,QX2222,QX357,QX358,QX354,QXM343,QX350,QXM3011,QXM3012,QXM3013,QXM341,QXV25X,QX2213,QX308X,QX22X,QX58X,QX127,QXC53X,QXS258H,QX481,QXM3020,QXM3021,QX480,QXM456,QXM3022,QXM3023,QXC790,QXC87BT,QX3213,QXN6N139,QXX213,QX3H7,QX3H4,QX818,QX816,QX817,QX101X,QX814,QX0501,QX815,QXN6N137,QXN6N138,QX2122,QXN6N135,QXN6N136,QXM480,QXM481,QX333J,QXN261L,QXX223,QXN3150,QX331J,QX827,QX825,QX0611,QX826,QX332J,QXN201,QXN200,QX8801,QX075L,QXM3061,QXM3062,QX41X,QX2020,QX2021,QX53X,QX2022,QX2023,QXW723,QXM303X,QX314,QX553,QXN350,QX6N135,QX551,QX6N136,QX552,QX6N137,QX6N138,QX6N139,QXM3052,QXM3053,QXW720,QXW721,QXW601,QX074L,QXC87AT,QXY258H,QXN4506,QX1722,QXN4504,QX0511,QX0631,QX54X,QX42X,QX2011,QX0630,QX2012,QX2013,QX3223,QX562,QX563,QX561,QXM3063,QX3906,QXM304X,QX202X,QXM721,QX2601,QXN139,QXM601,QXM723,QX2041,QX2042,QX3010,QX2043,QX3011,QX3012,QX216,QX55X,QX217,QX214,QXC7723,QX215,QX212,QX337J,QXM301X,QX213,QX452,QXW60X,QXC7721,QX451,QXC7720,QXN135,QXN136,QXM3031,QXN137,QXM3032,QXM720,QXN138,QXM3033,QXW501,QX7723,QX201X,QXH87AT,QXM3051,QX4NXX,QX0534,QX3120,QX2031,QX7721,QX2032,QX2154,QX2033,QX0531,QX56X,QX7840,QX8016,QX227,QX0530,QX7720,QX33XJ,QXM302X,QX226,QX223,QX224,QX222,QX343,QX340,QX582,QX341,QX583,QXM3041,QX581,QXM3042,QXM3043,QXS259,QXS258,QXW611,QX204X,QX301X,QXM501,QXH87BT,QX3150,QX2061,QX2062,QX2063,QX3031,QX3032,QXM60X,QX3033,QX339J,QXV41X,QXC601,QX17X,QXH11L1,QXH11L2,QXH11L3,QXN825,QXN826,QXN827,QX203X,QXC70A,QXM611,QXH720,QX3140,QX2051,QX0314,QX2052,QX3020,QX2053,QX3021,QX3022,QX3023,QX522,QX523,QX520,QX521,QXY258,QXM308X,QXW511,QXY259,QXS25X,QX0341,QX303X,QXM3081,QXM3082,QXM3083,QX2083,QX3051,QX3052,QX3053,QX0223,QX0343,QX206X,QX415,QX533,QX252A,QX531,QX532,QXC501,QX3061,QXC740,QXC61L,QXM305X,6N137,QX205X,6N136,QX302X,QX2514,6N135,QX3041,QX52X,QX3042,QX3043,QX0213,QX316J,QX542,QX543,QX3H44,QXC611,QX541,QX2081,QX2082,QXY25X,QXM511,QXM306X,QXN3140,QXC4506,QXC4504,QX208X,QX1213,QX305X,QXV45X,QX3H74,QXV21X,QX155,QX33XJ系列,QX3081,QX41XS,QX3082,QX3083,QX304X,QX3062,QX3063,QXC511,QXC74L,H11L1,QXN7723,QX4504,QXN3120,QX4506,QXN7720,QXN7721,QX852,QX851,QX177,QX176,QX173,QXV252,QX174,QX6N437,QXV253,QXV254,QX172,QX25XA,QXV256,QXV258,QXH790,QXM314,QX306X,QX1223,QXC63X,QXC64L

选型指南 - 群芯微 - 2023/8/2 PDF 中文下载

【选型】奥伦德（Orient）光电耦合器（晶体管/可控硅/高速光耦/达林顿/SSR/IGBT）选型指南

目录- 晶体管达林顿可控硅高速光耦 SSR(固态继电器)/IGBT 达林顿/晶体管应用领域可控硅/高速光耦应用领域 SSR(固态继电器)/IGBT应用领域

型号- 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

选型指南 - 奥伦德 - V3.6 - 2020年06月06日 PDF 中文下载

【应用】国产高速光耦HPL6S137助力BMS设计，通信速率高达10Mbit/s

本文重点介绍国产厦门华联高速光耦HPL6S137助力电池BMS通讯隔离设计，速率高达10Mbit/s，具有很强的共模抑制能力高达10kV/μs，非常十分适合工业应用场合。国产器件性价比高，供货和技术支持都能够快速响应。

应用方案发布时间 : 2021-12-31

【应用】华联电子高速光耦HPL6M257助力RS-485通讯隔离设计，速率高达15Mbit/s

本文重点介绍国产厦门华联电子高速光耦HPL6M257助力RS-485通讯隔离设计，数据传输速率快高达15Mbit/s，逻辑门输出，输入、输出间绝缘电压高 VISO≥3750Vrms，采用双列贴片式8L塑料封装。

应用方案发布时间 : 2022-07-19

【应用】国产高速光耦HPL6M237助力轴向电机通讯设计，速率高达10Mbit/s

本文重介绍国产厦门华联电子高速光耦HPL6M237助力轴向电机通讯隔离设计，速率高达10 Mbit/s。其非常十分适合工业应用场合，如工业电机驱动、工业电源、继电保护设备、充电桩、计算机外围接口、且同进口主流型号可P2P兼容的。

应用方案发布时间 : 2021-12-30

群芯微光耦应用工业自动化和家用电器，相约2024慕尼黑上海电子展

2024年7月8日-10日，群芯微携带高速光电耦合器，晶体管光耦，可控硅光耦，高速光耦等一系列光耦产品参加慕尼黑上海电子展，介绍群芯光耦应用工业自动化和家用电器各领域。

原厂动态发布时间 : 2024-07-08

荣湃的光耦兼容类产品之间有何区别？

数字光耦Pai131U6XR产品为一款特殊封装的数字隔离器，具有8mm爬电距离、满足系统级加强绝缘标准的同时，每通道占板面积是普通光耦的33%，能够为客户提供最优的面积效率。光耦兼容型隔离器Pai85X37系列采用电容隔离技术，引脚定义能够完全兼容数字信号类高速光耦，最大通信速率10Mbps。得益于全新的制造工艺，Pai85X37系列产品能工作在5~26V的宽幅供电电压下，满足12V或24V系统的要求，解决了数字隔离器电源电压不足的问题。光耦兼容型固态继电器Pai8558E系列是一款不采用光隔离的固态继电器，其原副边耐压高达5700Vrms，副边关断耐压高达1500V，可满足400V新能源汽车机电系统绝缘检测、功率继电器粘连检测等应用。

技术问答发布时间 : 2024-10-30

【应用】一颗6通道数字隔离IC替换6颗高速光耦来做IPM驱动信号的隔离，降低设计成本，缩小产品体积

SILICON LABS推出的SI8660 6通道数字隔离IC可以实现一颗芯片替换6颗高速光耦来做IPM驱动信号的隔离，既降低设计成本，又可以进一步缩小产品的设计体积。SI8660符合AEC-Q100的车规级认证，高达150Mbps的传输率，CMTI典型值为50KV/us,可以提升系统控制的稳定性；同时具有2.5KV，3.75KV，5KV的不同隔离电压，并且封装有窄体，宽体，小型化封装。

应用方案发布时间 : 2018-07-28