100k
550Ω
DOUT
7406
NC
E
74LS14
GNDX
图4.6 可以工作到115.2波特的光隔电路
（1）VCCX取5V时，负载电阻R3应取2.2KΩ~3.3KΩ
（2）74LS14用于整形，为保证输出波形为理想的方波，防止出现干扰脉冲等非正常情况 的发生，输出端使用施密特触发器对波形整形
VCC R1
► 集成电路DC-DC变换器 电荷泵变压、脉宽调制变压、前二者的组合变压
► 隔离变压器型DC-DC变换器 真正隔离
1、集成电路DC-DC变换器
效率高、体积小、以小电流应用为主 (互补电压：电路生成两个模拟电压，用一种互补方式可以改变这两个电压。当直通输出电压上 升时，互补的输出电压下降，反之亦然。两个输出电压之和为恒定值：VOUT+VOUTC=VREF）
2、高频脉冲的隔离
对波形要求较高的场合，应使用高频特性好的光隔 如4N25(300KHZ)、4N35(300KHZ)、6N136(2MHZ)
4N35
6N136
光敏二极管的开关时间通常比光敏三极管小
负载电阻越小，开关时间越短，光耦的开关速度越高。最小负载电阻可以小到500Ω。带基极引脚的 光耦，其基极应使用一电阻接到集电极，阻值以50kΩ到100kΩ为佳。如省略该电阻，则开关时间
TLP521的正常工作频率应限制在10kHz以下，在大于10kHz时，必须考虑负载电阻对工作频率的影响。 原则上，降低负载电阻阻值对工作频率的提高有利，负载电阻最低可降至1kΩ。对波形要求较高的场 合，工作频率应适当降低，并应在输出端加接施密特触发器整形电路。
图4.4 TLP521的负载电阻对开关时间的影响
会大4~5倍，则开关频率就降低4~5倍。不应该省略该电阻。
图4.5 4N35负载电阻及基极-发射极电阻对开关时间的影响
影响工作频率的因素： （1）负载电阻，越小，开关速度越快,最好不小于1000Ω （2）基极电阻，一般取50KΩ~100KΩ

VCC X
R1 4N35
R1
R3
DIN
LED+ B LED- C
（1）ICL7660 Intersil公司 输出：1.5V~10V 输：互补电压（通常为正电压入、负电 压出) 主要用于单电源供电的A/D转换场合
（2）MAX640/MAX848Maxim公司 输入：5V 供电
输出：3.3V,典型应用为给低电压器件
（3）MAX735 输入：4V~6.2V 输出：－5V
（2）MAX743 输入：5V 输出： ±12V， ±15V, ±100mA
MAX743的最大电流可达±100mA，而 MAX742的最大电流则可达±2A
集成运算放大器、AD转换器常用双电源
ICL7660(A)提供从 1.5V到10.0V的互补电压，以电荷泵原理工作，需外接泵电容两个。泵电容通常 选用10μf的电解电容。7脚为振荡器输入，不接时使用内部振荡器。也可外接电容以降低振荡频率。 降低振荡频率时泵电容的容量应加大，加大到100μf可保证任何振荡频率都能正常工作(最低1kHz)。
6脚为低压调整端。当工作电压低于3.5V时，6脚应接地，否则浮空。
图4.8 ICL7660的泵电容连接
低电压器件供电器件工作时需在输出端增加三个元件：一个二极管、一个电感、一个电解电容。为 使器件能提供最大输出电流，电感应选用100μH，电容应选用100μF，二极管可以使用常用的 1N5817或相当的肖特基二极管。输出电压5V/3.3V/3V
TLP521
GNDX
图4.2 基本的光隔电路（a）
基本的光隔电路（二）
（1）此种接法更为常用 （2） VCCX=+5V时， R4去掉
VCCX=+12V时，R4取6.8K(或改用ULN2004） VCCX=+24V时，R4取20K(或改用ULN2002）
VCC R3
VCC X
ULN2003
IN1
R4
第四章 开关量输入输出的隔离技术
开关量的输入输出隔离主要有两个目的： 电气隔离，防止被隔离两边的电噪声干扰； 电平转换，两边的工作电平、电源电压、信号极性都可以不同。
4.1开关量输入端隔离 开关量的输入隔离一般使用光电隔离器件。可以使用的光电隔离器件很多，有许多器件性能相近，
普通开关量的输入隔离使用TLP521-X即可
1、廉价实用的TLP521-X 工作频率不高，一般限制在10KHZ以内
TLP521-1
TLP521-2
图4.1 TLP521的各种封装及引脚排列
TLP521-4
A图输入高电平，输出高电平，输入低电平，输出低电平； b图输入高电平，输出低电平，输入低电平，输出高电平
图4.2 基本的光电隔离电路
基本的光隔电路（一）
（1）R1可按驱动电流5～10mA, 选择驱动发光二极管的驱动器件任意，只要能保证长时间提供 5~10mA电流即可
（2） R2可取2.2K~10K，太小则电路功耗增大，太大则抗干扰能力减弱，且关断时输出端的上升速 度将减慢, VCCX=+5V时，R2可取3.3K
VCC
VCC X
R1 IN1
R2 DOUT
（4）MAX737 输入：4V~8.6V 输出：－15V
-15V输出可给LCD提供负偏置电压
单电源输出变换器
双电源输出变换器 BUCK 降压型 是指输入电压大于输出电压 如12V->5V BOOST 则反之 5V->12V 单电源变双电源4.2V~10V直流电源变成双±12V， ±15V直流电源
（1）MAX742 输入：4.2V~10V 输出：±12V， ±15V, ±2A
6N136
DIN
VCC X
R3 2.2KΩ
DOUT
7406
GNDX
74LS14
图4.7 用6N136的光隔电路
4.2DC-DC变换器的应用 独立的直流电源是光电隔离电路的基本条件。DC-DC变换器通常可以提供几毫安到数百毫安电流的 各种隔离电压输出
► 从工作原理分，DC-DC变换器通常有电荷泵变压、脉宽调制变压、电荷泵与脉宽调制组合变压、 隔离变压器变压等多种。前几种的变压通常是全电子的，因而输入与输出无隔离；后者通常可提 供1000V以上的电压隔离。
TLP521 图4.2 基本的光隔电路（b）
D1~D4用于输入状态的直观显示，R1~R4的输入限流电阻，使用1/4瓦电阻即可。不使用D1~D4时， 限流电阻取330Ω即可。输出上拉电阻功耗较小，可以使用排阻。要求响应速度较高时，排阻阻值应
适当减小。图中假设VCC和VCCX均为5V。
图4.3 实用的隔离电路输入