光耦合器作為一種照明電路設計過程中不可或缺的重要電子元件，其本身的工作原理和結構情況是需要工程師們牢固掌握的。就目前的應用情況來看，HCNR200型號的光耦合器作為一種高精度線性光耦，具有低成本、高線性度、高穩(wěn)定度等多種優(yōu)點，能夠完成多種光電隔離轉換電路的設計。

市場上的線性光耦有幾中可選擇的芯片，如Agilent公司的HCNR200/201，TI子公司TOAS的TIL300，CLARE的LOC111等。這里以HCNR200/201為例介紹

Agilent公司的HCNR200/201的手冊上給出了多種實用電路，其中較為典型的一種如下圖所示：

設輸入端電壓為Vin，輸出端電壓為Vout，光耦保證的兩個電流傳遞系數(shù)分別為K1、K2，顯然，，和之間的關系取決于和之間的關系。

將前級運放的電路提出來看，如下圖所示：

運算放大器A1用以調(diào)節(jié)流過LED的電流（IF），進而控制PD1中的電流（IPD1），從而使得其同向輸入端（+端）的電壓為0V。當VIN增大時，A1的“+”輸入電壓會變大，而IF、IPD1會隨之變大，根據(jù)PD1的接法，由于運放沒有電流輸入，VIN經(jīng)R1和PD1到地，IPD1增大導致R1上的分壓增大，從而使A1的“+”輸入電壓會回落，仍然保持到0V，反之亦然。

可知：IPD1=VIN/R1

在輸出端，運放A2將電流IPD2轉換回電壓VOUT，且VOUT= IPD2*R2。 則：VOUT/VIN=（ IPD2*R2） /（ IPD1*R1） =K3*（R2/R1）

由于K3為定值，因而，VIN和VOUT之間的關系為線性的，且與LED的光通量無關。其增益調(diào)整可以通過調(diào)節(jié)R1和R2的值實現(xiàn)。

實際應用電路

圖2中的典型電路雖然符合原理，但在實際應用時還需要一些額外的器件來穩(wěn)定輸入極電流、限制LED的電流以及優(yōu)化電路性能等。

在圖3中，C1可以防止電路產(chǎn)生震蕩，慮除電路中的毛刺，避免LED受到意外損壞。不過在高頻應用時，C1的存在對通道增益會有一定影響，應根據(jù)工作頻率具體選擇C1的值。

R2可以控制LED的發(fā)光強度，從而對控制通道增益起一定作用。

另外由于光耦會產(chǎn)生一些高頻的噪聲，所以一般在輸出電阻R3處并聯(lián)電容C3，構成低通濾波器，具體電容的值由輸入頻率以及噪聲頻率確定。

參數(shù)選擇

運放可以是單電源供電或正負電源供電，圖3給出的是單電源供電的例子。為了使輸入范圍能夠從0到VCC1，需要運放能夠滿擺幅工作，另外，運放的工作速度、壓擺率不會影響整個電路的性能。市場上的LMV321、HA17324等運放基本都能夠滿足以上要求，可以作為HCNR200的外圍電路。

電阻的選擇需要考慮運放的線性范圍和線性光耦的工作電流IF。K1已知的情況下，IF

又確定了IPD1的值。

在圖3中，假設確定VCC1=5V，輸入在0-3.5V之間，輸出等于輸入，下面給出參數(shù)確定的過程。

1）確定IF：HCNR200是電流驅動型，其LED的工作電流要求為 1--40mA，數(shù)據(jù)手冊推薦工作電流為25mA，因而，此處取IF=25mA。

2） 確定R2：R2=VCC1/IF=200Ω。 3） 確定R1：R1=VIN/IPD1=VIN/（K1*IF）=3.5/（0.005*25）=28KΩ。 4） 確定R3：R3=R1=28KΩ。

應用線性光耦合器組成的模擬信號隔離電路，線性度好，電路簡單，有效地解決了模擬信號與單片機應用系統(tǒng)之間電氣隔離問題。HCNR200可以廣泛地應用在需要良好穩(wěn)定性、線性度和帶寬的模擬信號隔離場合。