关于高速光耦6N137的使用总结

光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。（来自网络）

此次用6N137高速光耦来对USART和CAN进行光耦隔离。stm32的CAN波特率最高可达1Mbits/s，stm32的USART波特率最高可达4.5Mbits/s，6N137高速光耦的转换速率高达10Mbits/s，所以6N137可以用来对USART和CAN进行光耦隔离。

1,光耦的工作原理（拿FAIRCHILD的高速光耦6N137为例）：

T-1
图T-1显示，信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片内光通道传到光敏二极管，反向偏置的光敏管光照后导通，经电流–电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。（来自网络，简而言之就是发光二极管发光——光敏二极管导通——三极管导通——Vo被拉低，即输出低电平；反之输出高电平）

T-2
看图T-2，通过电路的真值表可以看出，使能脚不置低时：发光二极管发光，Vo输出为低电平；发光二极管不发光，Vo输出为高电平。

2,实际应用电路为：

T-3

T-4

1),8-VCC：如上表T-4，芯片的供电电压在4.5-5.5V之间，这个需要注意一下，之前没注意直接接了3.3V，结果电路不好用。
2),7-VE：如上表T-4，VEH的电压在2.0-Vcc之间。R2=10K即可。
T-5

T-6
3),2脚输入高电平，当3脚输入高电平时，发光二极管不发光，光敏二极管不导通，即6脚为高电平。
2脚输入高电平，当3脚输入低电平时，发光二极管发光，光敏二极管导通，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。即6脚为低电平。
由T-6可知，当IF>3mA时，发光二极管导通, 单通道光耦IF最大值为50mA；当IF<1mA时，发光二极管截止。
由T-5可知，二极管的压降VF在1.4V左右；R1=(VCC1-VF)/IF;
4),C1根据数据手册的参考电路，可取0.1uF。5）RL可取330R—4K。

3,在本板上应用电路为：

USART1光耦隔离电源隔离原理图

两个高速光耦一个用来对输入信号进行隔离，一个用来对输出信号隔离；B0505S用来进行电源隔离。一定要进行电源隔离，不然不能完全的将电路和外部电路隔离。

1),由1.2节可知，8-VCC在4.5-5.5V之间，+5V_POWER2=VCC5V=5V。
2),由1.2节可知，7-VE的电压VEH在2.0-Vcc之间，所以通过一个10K电阻直接链接到VCC上。
3),由1.2节可知，R1=(VCC1-VF)/ IF; 50mA>IF>3mA发光二极管导通。所以(3.3-1.4)V/ 50mA＜R11＜(3.3-1.4)V/ 3mA, 即38R＜R11＜630R。所以本项目中R11取390R。所以(5-1.4)V/ 50mA＜R22＜(5-1.4)V/ 3mA, 即72R＜R11＜1.2K。所以本项目中R22取1K。
4), C1根据数据手册的参考电路，可取0.1uF。即C17、C18取0.1uF.
5), RL可取330R—4K。即R29、R30取330R。以下参数同理可得。

USART2光耦隔离电源隔离原理图

CAN光耦隔离电源隔离原理图

4,所遇问题：
4.1),光耦供电电压在4.5-5.5V之间，开始时接了3.3V，导致电路不工作，需注意。
4.2),因为光耦隔离了stm32和TJA1050，所以TJA1050的供电电压应是隔离之后的电压。开始时没有考虑到电源隔离的问题，导致电路隔离不彻底，需注意。
4.3),光耦中输入电阻R1，R2，C1，RL的值要根据数据手册上来，尤其是R1的计算。之间没有计算对，导致光耦不导通火光耦一直导通，需注意。