Оптопара (оптрон) передаёт сигнал светом между электрически изолированными цепями. Внутри — светодиод и фотоприёмник, разделённые прозрачным изолятором. PC817 — самая массовая транзисторная оптопара в мире.
Зачем нужна гальваническая развязка
- Безопасность: отделить сетевую часть блока питания от выходной, к которой прикасается пользователь.
- Защита: входы контроллера не пострадают от перенапряжений на внешних линиях.
- Помехи: разрыв земляных петель между устройствами.
Главный параметр — CTR
Коэффициент передачи тока (Current Transfer Ratio) — отношение тока коллектора фототранзистора к току светодиода. Для PC817 он составляет 50–600% и делится на группы (буквы A, B, C, D в маркировке). При CTR = 100% и токе светодиода 5 мА фототранзистор пропустит до 5 мА.
CTR уменьшается с возрастом и при повышении температуры, поэтому рассчитывайте схему на минимальное значение с запасом.
Как рассчитать резисторы
- Входной резистор: R = (Uупр − 1,2 В) / Iсветодиода. Для 5 В и 5 мА: (5 − 1,2) / 0,005 ≈ 750 Ом.
- Нагрузочный резистор на выходе: такой, чтобы при минимальном CTR транзистор надёжно насыщался. При токе светодиода 5 мА и CTR 50% выходной ток до 2,5 мА; для питания 3,3 В нагрузка от 1,5–2 кОм и выше.
PC817 в блоках питания
В импульсных источниках PC817 работает в паре с TL431: TL431 сравнивает выходное напряжение с опорным и управляет светодиодом оптопары, а фототранзистор передаёт сигнал обратной связи ШИМ-контроллеру на сетевую сторону.
Как проверить оптопару PC817
- Светодиод (выводы 1 — анод, 2 — катод): мультиметр в режиме проверки диодов покажет около 1,0–1,2 В в прямом направлении и обрыв в обратном.
- Фототранзистор (4 — коллектор, 3 — эмиттер): без тока через светодиод сопротивление между выводами 4 и 3 очень большое в обе стороны.
- Проверка передачи: подайте на светодиод 5 В через резистор 470 Ом–1 кОм и измерьте сопротивление 4–3 — оно должно резко упасть. Если не падает, оптопара неисправна или сильно деградировала.
Удобнее всего проверять оптопару в простой схеме: светодиод через резистор от 5 В, к выходу — резистор 1–10 кОм на питание, и смотреть, как меняется напряжение на коллекторе при включении входа.
Чем заменить PC817
Прямые аналоги в корпусе DIP-4: Everlight EL817, Lite-On LTV-817, Toshiba TLP785, Vishay CNY17 (в другом корпусе). Для компактных плат — TLP281 в SOP-4. Для быстрых цифровых сигналов (UART, SPI) транзисторная оптопара слишком медленная — нужны 6N137 или специализированные цифровые изоляторы.
Поставляем оптопары Sharp, Everlight, Lite-On, Toshiba, onsemi, Vishay. Раздел «Оптоэлектроника».