干货 HCNR200光耦合器工作原理简析

光耦合器作为一种照明电路设计过程中不可或缺的重要电子元件，其本身的工作原理和结构情况是需要工程师们牢固掌握的。就目前的应用情况来看，HCNR200型号的光耦合器作为一种高精度线性光耦，具有低成本、高线性度、高稳定度等多种优点，能够完成多种光电隔离转换电路的设计。在今天的文章中，我们将会就这种HCNR200光耦的工作原理知识，展开简要分析。

HCNR200型的线性光耦合器，作为一种高线性度的光耦元件，其本身是由3个光电元件组成，其中LED为高性能的AlGaAs型发光二极管，PDl、PD2是两个用同种工艺制成从而具有严格比例关系的光敏二极管。当LED中流过电流If时，其所发出的光会在PD1和PD2中感应出正比于LED发光强度的光电流IPD1、IPD2，其中If、IPD1、IPD2三者之间满足以下关系式：

在上图所提供的三个公式中，参数K1、K2分别为输入、输出光电二极管的电流传输比，其典型值均为0.5%左右。因为参数If一般在l~20mA之间，所以IPD1、IPD2一般在50uA以下。K3为传输增益，当一只HCNR200被制造出来后，其输出侧光电流和输入侧光电流之比就是一个恒定值K3，线性光耦HCNR200的传输增益K3约为1±0.15。

HCNR200内部结构原理图

HCNR200光耦合器的内部结构原理图，如上图所示。从上图中我们可以很清楚的看到3个光电元件之间的工作联系。在使用该芯片来完成电路设计时，发光二极管LED与光电二极管PDl组成隔离转换电路的输入部分并形成负反馈，用来检测和稳定发光二极管发光的强度。PD2则构成隔离转换电路的输出部分。由于整个电路输入部分构成负反馈回路，因而只要负反馈通道的LED和PD1关系确定，隔离转换电路的输入部分就稳定。又因为PD1与PD2严格成比例，则可通过适当的电路使输出信号与输入信号有稳定的比例关系。总之，PD1和PD2安装位置的精确性及两者严格比例关系、负反馈电路的应用以及元件先进的封装设计保证了HCNR200的高线性度和传输增益的高稳定性。