PCB科技 - 如何在PCB佈局中使用光耦？

在電子產品中, 嵌入式系統通常依靠光耦合器接收輸入信號. 外部感測器或開關. 在某種程度上, 它們就像微控制器的鬧鐘. 理想的, 所有訊號都準確地中繼到微控制器. 然而, 光耦未正確執行時, 當沒有觸發輸入時，微控制器有時會錯過輸入信號或錯誤檢測訊號. 在這個 PCB設計 輔導的, 我們將討論如何設定光耦以成功實現 PCB佈局. 但是首先, 讓我們提醒自己光耦設計是如何工作的.

如何在PCB佈局中有效使用光耦？

PCB設計教程：光耦合器的基本原理

光耦合器是通過光學介面隔離輸入信號的電子元件。 最基本的光耦形式包括紅外LED和單個集成光電電晶體。 當電流通過時，紅外LED點亮，强度取決於電流的大小。 光電電晶體被LED燈啟動，導致其集電極和發射極之間短路。

紅外LED和光電電晶體通常用玻璃或空氣隔開。 這使得光耦的電力隔離<10kV。 囙此，光耦合器是將嵌入式系統與來自輸入信號環境的電力干擾隔離的理想選擇。

除了保護嵌入式系統免受電雜訊影響外，還使用光耦來維持低電壓和高電壓。 系統是分離的。 例如，光學雙向晶閘管是光耦的變體，可用於控制高交流電壓設備。 例如，交流電機。 這消除了可能導致微控制器及其相關組件損壞的電路故障風險。

光耦可以降低高壓損壞的風險。

PCB設計教程：光耦的錯誤

光耦是一個簡單的無源元件，大多數設計師都會遇到，使光耦工作不是火箭科學； 然而，存在一些設計錯誤，可能會導致使用一個或導致輸入信號不穩定。

1、光耦接地無法分離。

在許多方面 PCB工廠, the integration (IC) consists of two ground pins in the basic optocoupler. 一個連接到紅外LED，另一個連接到光電電晶體. 錯誤是在佈線PCB時將兩個接地連接在一起. 根據經驗, 這甚至在機器中使用的電子控制器中也遇到過.

使用光耦的主要原因是安全地分離兩個電路。 當外部接地連接到PCB時，電路中的任何接地雜訊都可以直接耦合到敏感的板載電路。 相反，為外部接地引脚創建單獨的訊號連接，並為輸入接地線指定專用接頭。

2、使用錯誤的限流電阻值

除了施加適當的輸出電壓外，光耦的紅外LED還需要足够的電流才能正常工作。 最小正向電流的值可以參考相應光耦的電流傳輸比圖。 如果限流電阻器在光耦的最小值下工作，則光電電晶體可能表現不規則。 例如，在來自開關的10個有效輸入中，僅檢測到部分輸入。

另一方面，限流電阻器的值不應太低。 這是為了防止紅外LED出現故障。 與傳統LED一樣，紅外LED具有不應過調的最大正向電流。 這使得選擇正確的限流電阻器成為確保光耦可靠運行的關鍵步驟。

3、光耦選擇錯誤

雖然看起來很常見，但並非所有的光耦都是相同的。 例如，光電雙向晶閘管用於控制交流負載，而雷射雷達達林頓適用於僅產生少量輸入電流的情况。 另一個考慮因素是集電極-發射極擊穿輸出電壓，對於不同類型的光耦合器，其可能不同。

但是如果你只是使用光耦合器來進行正常的輸入隔離, 然後像PC817這樣的模型可以解决這個問題. 您也可以花更少的時間創建封裝外形，因為通用光耦組件 PCB設計 軟件可以解决這個問題.