光耦选型经典指南
1.0.目的：
针对光偶选型，替代，采购，检测及实际使用过程中出现的光偶特性变化引起的产品失效问题，提供指导。 2.0.适用范围：
本指导书适用于瑞谷光偶的设计，选型，替代等。 3.0.说明：
目前发现，因光偶的选型，光偶替代，光偶工作电流，工作温度设计不当等原因导致产品出现问题，如何减少选型，设计，替代导致的产品问题，这里将制订出相关指导性规范。
4.0.内部结构图及CTR 的计算方法：
规格定义CTR：Ice/IF*100% (检测条件：I
F
=5 ma Vce=5V, 2701，2801系列)
5.0.光偶主要特性分析，设计选型替代要求:
5.1外观尺寸：
设计，选型，替代注意：
封装正确，本体MARK字迹要清晰，品牌正确，与技术规格书一致；
替代时，如都为标准件封装，基本上装配没有问题，但需注意厚度是否与原料相同，是否满足整机的工艺要求。
5.2不同输入控制电流IF，CTR 值不同；
光偶选型指导
由图表显示，IF在5-15ma时CTR值最大；在小于5mA时(目前我们产品设计大多如此)，CTR值一般小于正常额定规格值；
附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据： J16(2009年第16周生产)的光耦在室温下的CTR
IF（VCE=5V） 1mA 2mA 3mA 5mA
#1 88.3% 133% 150% 177%
#2 90.48% 130% 154% 187%
#3 90.57% 130% 154% 183%
#4 86.56% 125% 147% 177%
#5 87.1% 135% 151% 178%
#6 85.12% 122% 139% 170%
#7 87..39% 126% 150% 177%
J25(2009年第25周生产)的光耦在室温下的CTR
IF（VCE=5V） 1mA 2mA 3mA 5mA
#1 69.24% 97% 121% 166%
#2 78.61% 105% 121% 147%
#3 66.68% 110% 131% 174%
#4 66.41% 104% 132% 174%
#5 65.7% 101% 129% 173%
#6 75.5% 122% 151% 210%
#7 79.0% 126% 151% 196%
评注：IF不同，CTR不同，且差异非常大；不同DATECODE的也有差异，但在IF=5ma时，
CTR值都在规格（130-260）范围内；
设计，选型，替代注意：设计时工作电流应接近来料的检测电流值（目前大多IF=5ma）,否则应用的CTR值无法保证，产品动态性能将很差；
5.3不同环境温度，CTR 值不同；
2
光偶选型指导
由图表显示，CTR 值与光偶的工作环境有关，温度太高或太低都小于常温附近的检测值；
附加 Cosmo KPS2801-B 实测数据（单体）：
光耦随温度变化的CTR（%）
-40℃ 25℃ 85℃
#1 149 170 140
#2 147 172 143
#3 137 176 149
#4 130 167 141
注：测试条件：VCE=5V，IF为5mA
评注：温度不同，CTR不同，温度太高或太低都低于常温，且差异很大； 设计，选型，替代注意：产品在高低温CTR的值是否满足产品反馈环路的增益？产品动态稳定吗？开关机，输出是否产生震荡掉沟等不良，
5.4光偶有RL阻值大小及工作频带带宽要求；
3
光偶选型指导
由图表可看出：光偶有频带要求，如上图为KPS-2801光偶，工作频率基本在500KHZ以内，且对于高频工作时，RL（输出分压电阻）要小；
设计，选型，替代注意：产品工作频率，RL选取阻值务必在带宽内，且考虑IF电流大小，VCE工作压降；
5.5不同环境温度，输入控制电流可能产生变化：
由图表可看出：环境温度超过55-60度后，输入控制电流IF 的最大值将随着温度上
4
光偶选型指导
升而显著减小；
设计，选型，替代注意：选取合适的IF电流，使输入控制电流的变动都能及时反馈到输出端，保证产品反馈环的稳定；
5.6 环境温度及功耗特性曲线
由图表可看出：光偶的输出部分（或集电极）功耗在低温时，在温度高时数值变小；
设计，选型，替代注意：1，器件常温时可提供功耗值；2，高温过程变化曲线；3，有必要计算产品在高温工作时光偶功耗值；4，替代时考虑常温功耗，高温状态替代料是否优于原料；
5
光偶选型指导
5.7 Ic,If,Vce关系曲线：
由图表可看出：Vce必须大于一定电压，Ic才能达到最大，CTR值才会大； 设计，选型，替代注意：Vce在电路应用中，保证设计有一定的电压值，否则Ic将较小，CTR将较小，一般设计Vc应大于3V。
5.8 CTR值与工作时间，工作电流，工作温度关系曲线：
6
光偶选型指导
由图表可看出：工作时间越长，CTR值越小；工作温度越高，CTR值越小； 工作电流越大，CTR值越小；
设计，选型，替代注意：在设计选型时，在规格书规定的工作环境温度下，为了保证产品足够寿命，需要选取合适的工作电流；
5.9 CTR值与工作时间，工作电流，工作温度关系曲线：
由图表可看出：由于CB间接电容的存在，造成输入与输出信号间有个延迟时间，部分光藕在使用中将B极与地间加个电阻来减少延迟时间；
设计，选型，替代注意：在设计选型时，要了解光耦在信号传输时，有时间的延迟问题，因此选型根据产品的工作频率来选定不同传输速率的光耦，部分可通过调整电阻来改变频率响应；
7
光偶选型指导
5.10 Vce漏电流Iceo大小与温度关系曲线：
Vce漏电流Icbo大小与Vce电压关系（T=100 0C）
规格标识 2801 I41
Vce=12V ICBO 0.25µA
Vce=20V ICBO 0.34µA
Vce=30V ICBO 0.44µA
测试条件：Vin=12-30V，T=100度串联电阻两端电压值；
由图表可看出：漏电流ICBO与环境温度, 工作电压有关；温度越高，漏电流越
大，Vce越高，漏电流越大；
设计，选型，替代注意：在设计选型时，需选取Icbo小的光耦，电路中取合适RL,否则后续控制电路有可能错误导通；见案例6.3
5.11其他特性：包括基本电气参数要求和器件参数最大值等；要留意如器件的热
阻大小，绝缘耐压值等要求也会在实际应用中出现异常；
8
光偶选型指导
6．0 实例：
6.1 实例1：
目的：东芝TLP 281能否替代 csmo2801 NEC2801 规格对比
6.2 实例2：
目的：工厂经过高温炉后，各工序NEC2801失效率高于COSMO2801，cosmo与
NEC温度特性比较
COSMO(KPS2801)与NEC(PS2801-1)光藕温度特性比较：
(一)主要额定值温度特性比较
(1)COSMO(KPS2801):
(2)NEC(PS2801-1):
9
光偶选型指导
(3)区别:
COSMO 区别项目
160mW 总功耗
工作环境温度 T<115度
(二)环境温度与功耗关系
(1)COSMO环境温度及功耗特性曲线
NEC 120mW T<100度
(2)NEC环境温度及功耗特性曲线
10
光偶选型指导
(3)区别:
温度点 25度 50度 100度
COSMO功耗 150mW 120 mW 70 mW
NEC功耗 120mW 80 mW 30 mW
(三)结论: 从规格书比较,COSMO(KPS2801)在温度特性上, 比NEC(PS2801-1)有优越性;
11
