- 1、什么是 PC817?
- 2、PC817 光耦引脚图与实物图
- 3、PC817 工作原理
- 4、PC817 光耦参数
- 5、PC817 等效替代型号
- 6、PC817 光耦如何判断好坏?
- 7、PC817 光耦应用电路
一、什么是 PC817?
PC817 由 一个红外发射二极管(IR LED)和一个与其光耦合的光电晶体管组成。红外发射二极管和光电晶体管光学耦合在一起。电信号在输入侧和输出侧之间以光学方式传输,而双方之间没有任何物理连接。
PC817 光耦合器体积小,采用多种封装。它可以直接连接到任何低压直流设备或微控制器。输入电压从光耦合器的每一侧都会产生相同的效果,它只会将信号传输到接收器,然后接收器会将逻辑信号作为输出。光耦合器由于其体积小而紧凑,可用作控制操作,因此用途广泛。
二、PC817 光耦引脚图与实物图
下图引脚配置图解释了 PC817 每个引脚的功能。
红外 LED 输入:
• 引脚 1:阳极 (+) 引脚,将逻辑信号输入到内部 IR。
• 引脚 2 :阴极 (-) 引脚,与电路和电源连接到公共地。
光电晶体管输出:
• 引脚 3 :发射极引脚,通过电路和电源建立公共地。
• 引脚 4:集电极引脚,在接收到 IR 信号时传输逻辑输出。
三、PC817 工作原理
PC817 的工作原理非常简单,但要在不同的设备上使用它是有规格的。输入端的光耦合器需要对一个电阻进行限流,但在输出端,我们需要将逻辑输出引脚与电源引脚连接起来。每当产生 IR 信号时,由于电流的变化,逻辑状态将从 1 变为 0。
这里用一个具体的电路来展示:
这里将 IR LED(引脚 1)的阳极引脚连接到必须隔离的逻辑输入,并将 IR 的阴极(引脚 2)连接到地,然后使用电阻将晶体管的集电极引脚拉高(这里我使用了 1K)并将集电极引脚连接到所需逻辑电路的输出,发射极(引脚 4)接地。
注意: IR LED(引脚 2)的地线和晶体管的地线(引脚 4)不会连接在一起。这就是隔离发生的地方。
现在,当逻辑输入为低时,IR LED 将不导通,因此晶体管也将处于关闭状态,因此逻辑输出将保持高电平。这个高电压可以设置为高达 30V(集电极-发射极电压)的任何地方,我使用了 +5V。有上拉电阻1K充当负载电阻。
但是当逻辑输入变高时,这个高电压应该至少为 1.25V(二极管正向电压),IR LED 导通,因此光电晶体管也打开,这将使集电极和发射极短路,因此逻辑输出电压将变为零。这样,逻辑输入将反映在逻辑输出上,并且仍然提供两者之间的隔离。
使用光耦合器时要考虑的另一个重要参数是上升时间 ( tr ) 和下降时间 (t f )。一旦输入逻辑变低,输出就不会变高,反之亦然。下面的波形显示了输出从一种状态转换到另一种状态所花费的时间。对于 PC817,上升时间 (TPD HL ) 和下降时间 (TPD LH ) 为 18us。
- 响应时间测试电路
- 频率响应测试电路
四、PC817 光耦参数
- 高 VCEO(集电极-发射极电压):80V MAX
- 输入二极管正向电压:1.25V
- 最大集电极电流:50 mA
- 集电极和发射极的最大电压比为 80V
- 4 引脚 DIP封装和 SMT 封装
- 输入和输出的内部保护
- CTR(当前传输率)可用于多个等级
- 下降时间:18 μs
- 上升时间:18 μs
- 截止频率:80 kHz
- 最大功耗:200 mW
- 输入输出间高隔离电压:5.0kV
- 最高工作温度范围为 -30 至 100 度。
- 内部电阻为 100 Ω。
- 该 IC 的内部存储温度范围为-55 -125度。
- 焊接时,光耦的温度范围为260 度。
五、PC817 光耦特点
- 它采用 DIP 和 SMT 两种封装提供 4 引脚。
- 该设备具有电气隔离的内部保护形式。保护是针对输入和输出的。它可以保护高达 5KV 的电隔离。
- 光耦合器可以与带有高压器件的外部电阻一起使用,以与低压器件一起工作。
- 光耦合器可以与任何具有内部接口的设备一起使用,例如 TTL 设备、微控制器,甚至可以使用带有一些内部电阻的高直流电压。
- 光耦合器 PC817 带有内部反向电流保护。
由于 IR 的单向电流特性,PC817 可保护 IR 免受任何反向电流的影响。
六、PC817 等效替代型号
1、PC817 替代型号:
4N25、6N136、MOC3021、MOC3041、6N137
2、PC817 等效产品:
PC817A、PC817C、PC817B 和 PC817D
七、PC817 光耦如何判断好坏?
1、用二极管来检测
首先,取光耦,用万用表二极管档测量输入端,调换红黑表笔。如果正向有压降,则反向切断,则说明前端发光二极管正常。
在输入端接一个低压6V(以4N35为例,具体输入电压以数据手册为准),并串接保护电阻,用万用表调节到电阻量程,测量另一个输出端的电阻值。
断开无穷大功率(一般为兆欧级)的前级电源,接通电阻值急剧下降的前级电源,说明光耦良好,否则是坏的。
2、制作 PC817 光耦测试仪电路
1)用电路来检测 PC817 电路
该电路主要用于执行任何 4 引脚光耦合器 IC 的功能测试。为了进行功能测试,将 IC 放在母头中,使 IC 的光电晶体管的发射极和 IR LED 阳极引脚连接到电路的 GND,而 IR LED 阴极和光电晶体管的集电极引脚 IC 连接到 4V VCC。
2)电子元器件清单
3)电路步骤
(1) 在面板上焊接两对 2 个母头。
(2) 在两个母头对之间串联一个 1K 电阻。
(3) 将按钮与母头串联焊接。
(4) 将 LED 的 +ve 端子与输出母头和 -ve 端子与电路的接地焊接。
(5) 将 4V DC 电池与电路连接。
(6) 将光耦合器 IC 放置在母头中,上电并测试电路。
4)PC817 光耦好坏检测
现在,将电路连接到电源,按下按钮时,如果连接到发射端的 LED 发光,则表示光耦 IC 工作正常。如果 LED 不亮,则表示需要更换 IC。
八、PC817 光耦电路应用
1、PC817 光耦电路
上层电路采用了基于光电晶体管的光耦合器电路。它的功能类似于标准直流晶体管开关。原理图中使用了基于光电晶体管的低成本光耦合器 PC817。
S1 开关将控制红外 LED:当开关打开时,9V 电池电源将通过 10k 限流电阻为 LED 提供电流。
R1 电阻控制强度:如果我们改变值并降低电阻,LED的强度会很高,导致晶体管增益很高。
另一边,三极管是光电三极管,由内部红外led控制。
当 LED 发出红外光时,光电晶体管接触,VOUT 变为零,关闭连接在其上的负载。重要的是要记住,根据数据表,晶体管的集电极电流为 50mA。VOUT 5v 由 R2 供电,R2 电阻是一个上拉电阻。
2、其他应用
- 控制器的 I/O 隔离
- 常规电气隔离目的
- 开关电路中的基本噪声耦合电路
- 物联网设备
- 信号传输
- 数字与模拟电路的隔离
- 交流/直流电源控制