在电器应用领域，常用的隔离器件包含光耦、继电器以及变压器。其中，光耦作为一种流控型元件，以光为媒介实现信号的传输，遵循 “电→光→电” 的转换过程。其输入端为发光二极管，输出端是光敏半导体。光耦的应用在于隔离作用，这使其常用于输入与输出之间无共地的系统，输入与输出之间的耐压能够达到上千伏特。
很多通讯模块也采用了光耦隔离技术，这使得各个系统之间的连接变得更加容易，完全无需考虑是否共地的问题。例如，在光耦控制继电器（小功率）的电路中，为了让光耦能够有效地驱动继电器，输出端的阻抗需要较小，这就要求输入端的电流较大。具体来说，当光耦的输入电流增大时，输出端的阻抗会相应减小，从而能够为继电器提供足够的驱动能力。
光耦分为线性光耦和非线性光耦，在实际的常规应用中，线性光耦更为常见，因为它可以替代非线性光耦。为了更深入地了解线性光耦的特性，我们以线性光耦（PS2561A）为例进行了相关实验。在实验中，我们调节光耦输入电流 IF，并测量输出的 CE 阻抗。同时，我们还进行了输入电流 IF 与输出电流 IC 关系的实验，通过调节稳压源的电压值，得到了两者之间的关系。
实验数据表明，输出电流 IC 与输入电流 IF 的曲线趋势基本一致，当 CE 阻抗小于 1k 左右时呈线性变化，且阻抗大于 100Ω。因此，在使用线性光耦传递开关信号时，需要合理匹配输入电阻的大小。以光耦控制继电器的电路为例，输入电阻为 360Ω，光耦输入正向压降约为 1V，此时输入电流 IC 约为 (5 - 1) / 360 ≈ 11mA，光耦输出 CE 阻抗为 200Ω 多点，而继电器 HFD2 线圈阻抗为 2880Ω，此时光耦可以正常驱动继电器。若 IC 电流变小，CE 阻抗会变大，从而导致不能正常驱动继电器。
线性光耦主要用于模拟信号的传递，其输出相当于一个可变电阻。在开关电源中，线性光耦的应用十分常见，它可以利用光藕做反馈，将高压和低压进行隔离，实现对输出电压的实时调节。常用的线性光耦有 PC817、PS2561、PS2801 等。
非线性光耦则主要用于开关信号（或数字信号）的传递，常用的 4N 系列有 4N25、4N26 以及 TIL117 等。此外，还有高速光耦，如 6N136、6N137、PS9714、PS9715 等，它们多用于通讯隔离以及 PWM 波控制，能够有效降低电磁干扰。判断一个光耦是否为高速光耦，可以查看其数据手册是否注明 High speed（1Mbps、10Mbps）。
综上所述，光耦在电器应用中具有重要的作用。在设计光耦电路时，需要根据具体的应用场景和需求，合理选择光耦的类型，并正确匹配输入和输出电阻，以确保电路的正常运行。

原文图片展示

图 1：光耦控制继电器

图 2：输入输出隔离
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图 3：输入电流 IF 与输出 CE 阻抗关系实验


图 4：输入电流 IF 与输出电流 IC 的关系实验


图 5：实验数据

要点总结

1. 光耦的应用是隔离作用。
2. 在相同电压下，当线性光耦的输入电阻与输出电阻相同时，输出电流 IC 基本与输入电流 IF 一致；即使输入与输出电压不同，也可以通过匹配输出与输入的电阻来实现。
3. 用于开关信号时，线性光耦和非线性光耦都可以使用，但在线性光耦电路中不能用非线性光耦代替。
4. 非线性光耦的响应速度比线性光耦快，类似于比较器比运算放大器响应速度快