Гальваническая развязка PC817
Оптопара PC817: расчёт токоограничивающего резистора, CTR, инверсия сигнала, развязка цепей.
Как работает
PC817 содержит ИК-светодиод и фототранзистор в одном корпусе — оптически связанные, но электрически изолированные (обычно 5 кВ). Входной резистор R1 задаёт ток светодиода: I_F = (Vin − Vf) / R1, где Vf ≈ 1,2 В. Рекомендуемый рабочий ток — 5–20 мА. Свет открывает фототранзистор, ток которого I_C = CTR · I_F, где CTR (коэффициент передачи) у PC817 от 50 % до 600 % — в расчётах берут минимум 50 %.
Выходной резистор R2 (pull-up) — коллекторная нагрузка: при открытом транзисторе выход притягивается к GND2 (логический 0), при закрытом — к +Vcc2 (логическая 1), отсюда инверсия сигнала. R2 выбирают так, чтобы транзистор уверенно насыщался (запас ×3…×5): слишком большой R2 замедляет фронты, слишком малый требует большего тока светодиода. Обычно R2 = 1–10 кОм.
Типовые номиналы
| Элемент | Номинал | Примечание |
|---|---|---|
| U1 | PC817 (817C) | CTR 50–600 %, изоляция 5 кВ |
| R1 (вход) | (Vin−1,2)/I_F | при 5 В и 10 мА → ≈390 Ом |
| I_F | 5–20 мА | рабочий ток LED; 10 мА типично |
| R2 (pull-up) | 1–10 кОм | подтяжка коллектора к +Vcc2 |
| Vf | ≈ 1,2 В | прямое падение ИК-светодиода |
| Vcc2 | 3,3–5 В | питание выходной логики |
Рассчитать номиналы онлайн
Пример: вход 5 В, хотим I_F = 10 мА. R1 = (5−1,2)/0,01 = 380 Ом → 390 Ом. Выход Vcc2 = 3,3 В, R2 = 4,7 кОм → I_load ≈ 0,7 мА. При CTR(min) 50 % доступный I_C = 4,85 мА — в ~7 раз больше, насыщение гарантировано.
Значения хранятся в ссылке — отправьте её коллеге или сохраните расчёт в браузере.