介绍
光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
原理
光电耦合器主要由三部分组成，光的发射、光的接收及信号放大。
光的发射部分主要由发光器件构成，发光器件一般都是发光二极管，发光二极管加上正向电压时，能将电能转化为光能而发光，发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动，但发光二极管在使用时必须加正向电压。
光的接收部分主要由光敏器件构成，光敏器件一般都是光敏晶体管， 光敏晶体管是利用 PN 结在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的。
光的信号放大部分主要由电子电路等构成。发光器件的管脚为输入端，而光敏器件的管脚为输出端。工作时把电信号加到输入端，使发光器件的芯体发光， 而光敏器件受光照后产生光电流并经电子电路放大后输出，实现电→光→电的转换，从而实现输入和输出电路的电器隔离。由于光电耦合器输入与输出电路间互相隔离，且电信号在传输时具有单向性等优点， 因而光电耦合器具有良好的抗电磁波干扰能力和电绝缘能力。
以一个简单的图说明光耦的工作，原边输入信号Vin，施加到原边的发光二极管和Ri上产生光耦的输入电流If，If驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，回路VCC、RL产生Ic，Ic经过RL产生Vout，达到传递信号的目的。原边副边直接的驱动关联是CTR（电流传输比），要满足Ic≤If*CTR。所以，CTR可以理解为增益、放大倍数等。
工作在开关状态的光耦副边三极管饱和导通，管压降<0.4V，Vout约等于Vcc（Vcc-0.4V左右），Vout大小只受Vcc大小影响。此时Ic<If*CTR，此工作状态用于传递逻辑开关信号。工作在线性状态的光耦，Ic=If*CTR，副边三极管压降的大小等于Vcc-Ic*RL，Vout=Ic*RL=（Vin-1.6V）/Ri*CTR*RL，Vout大小直接与Vin成比例，一般用于反馈环路里面（1.6V是粗略估计，实际要按器件资料，后续1.6V同）。
对于绝大多数的电子行业从业者，用得最多的两种分类就是线性和逻辑两种分类，而逻辑光耦是用得最多的一种类型，本文的分析也主要集中在逻辑光耦上。光耦的不同分类的方法如下图所示。
以最简单的TCM1100光耦为例，如下图所示，图中R1的作用是限流，R1的大小决定了If的大小。R2的作用主要是分流，同时可提高系统的抗干扰能力。C1、C3的作用主要是滤波，提高抗干扰能力。R3的主要作用就是限流，R3决定了最大的Ic电流。假设我们的产品的规格是：
光耦的核心参数如下图所示，TCM1100这个光耦在IF=5mA，VCE=5V，25℃的时候，CTR是确定的，50~600%，也就是放大倍数在0.5~6倍。计算的时候，只能按照最低的50%使用。再看VF，代表的是光耦导通的时候，原边的压降典型值为1.25V，副边的三极管导通压降是0.3V。这几个参数在估算CTR的时候需要用到。
第一个制约条件，副边所需电流IC。假设光耦的副边是连接GPIO，所需的驱动电流忽略不计，R3主要当做上拉电阻使用，就按照常规的5.1K选择。Ic=（VCC-Vce）/R3=（3.3V-0.2V）/5.1K=0.607mA。根据光耦可靠导通的需求Ic≤If*CTR，所以0.607mA≤If*50%，可以推算出第一个制约条件If≥1.21mA。
第二个制约条件，CTR的线性度。除了If≥1.21mA这个条件，下图表示的是不同的Ic和IF时的关系曲线，需要控制If要在线性度非常好的区间，在该线性区间内，CTR才是一个相对稳定的值，所以可以推出第二个制约条件1mA＜If＜8mA。
第三个制约条件，温度。由于产品工作温度最高为70℃，根据下图估算CTR大概需要的降额系数为0.7。所以，根据Ic≤If*CTR，得出第三个制约条件IF≥IC/（0.7*CTRmin）=0.607/（0.7*50%）=1.734mA。
第四个制约条件，当前IF的最小CTR。因为上述的最小CTR=50%是在5mA的情况下得到的，实际的If没有工作在5mA，所以就需要下面这张图，CTR是If=5mA时的0.8倍。所以得出第四个制约条件IF≥IC/（0.7*0.8*CTRmin）=0.607/（0.7*0.8*50%）=2.16mA。
第五个制约条件，寿命。光耦核心就是发光二极管，其是有寿命的，一般来说，IF越大，亮度越高，温度越高，寿命越短。寿命一般定义为CTR下降到初始值的50%。所以，从寿命的角度看，If越小越好。
综合上述5个制约条件，最终选定了If=2.16mA，此时电路的CTR=Ic/If=0.607/2.16=28.1%。相比规格书的最小CTR50%，我们降额幅度为28.1%/50%=56%，满足绝大部分公司的降额规范。
R2的主要作用是分流，提高输入的抗干扰性，因为光耦是电流驱动型，电阻的响应速度很快，一些小干扰可以直接通过电阻R2形成回路流走，光耦不会动作。R2越小，分流就越多，抗干扰能力就越强，但是电阻的封装就需要越大。根据经验值，R2一般为500R~3K。暂且选用R2=510R，由于Vf典型值为1.25V，电流Ir2=1.25/510R=2.45mA，功率=I*R2=3mW，选用510R/R0603封装即可。
通过上述计算If=2.16mA，分流电流Ir2=Vf/R2=1.25V/510R=2.45mA，回路电流=2.16+2.45=4.61mA。所以R1=（Vin-Vf）/I=（24V-1.25V）/4.61mA=4.9K，电阻功率=I*R1=0.105W，选用电阻4.9K/R1206即可。
光耦的延时特性，即光耦能传送多快信号。涉及到两个参数，光耦导通延时tplh和光耦关断延时tphl，以TCMT11为例，在If=2mA时候，关断延时最大6uS，导通延时最大5uS。总的延迟=6+5=11uS，所以，该光耦不能用于大于90KHz的开关信号。
上述只是常温，If=2mA时的延迟，如下图，产品在75℃工作时，总的延迟时间约为常温的1.6倍，所以总的延时时间为11*1.6=17.6us。
IF电流对延迟的影响如下图，当前工作的电流在2mA左右，所以无影响，如果计算的IF＞6mA，则需要按照下图进行降额。
IC电流对延迟的影响如下图，当前IC电流设置为0.6mA左右，所以按照最大延迟计算。
综上所述，考虑到温度、IF、IC等对延迟的影响，并且加上器件的降额30%。总的延时为11us*（1.6+0.3）=18.7us，换算成频率为＜53KHZ。