中心議題：

• 介紹光耦合器件的特點和內部結構
• 分析光耦合器件封裝可靠性及其應用

解決方案：

• 光電耦合器件是板上電源原邊和副邊的隔離器件
  ，同時肩負反饋和過壓/過流保護作用
• 為適應光電管的大電流需求，把光電管部分製作為複合晶體管

近年來，通信電子設備由於Internet普及應用獲得了長足發展。這些通信電子設備在實現高功能化的同時，自身不斷小型化，而其中內置的板上電源部件（On-board Power Supply Block），正(zheng)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)其(qi)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)障(zhang)礙(ai)。在(zai)板(ban)上(shang)電(dian)源(yuan)部(bu)件(jian)裏(li)
，光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian)是(shi)占(zhan)居(ju)空(kong)間(jian)較(jiao)大(da)的(de)器(qi)件(jian)之(zhi)一(yi)，因(yin)而(er)成(cheng)為(wei)板(ban)上(shang)電(dian)源(yuan)部(bu)件(jian)進(jin)一(yi)步(bu)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)關(guan)鍵(jian)。
　
圖1是當今流行的板上電源的示意圖。從圖中可以看出，光電耦合器件（photo coupler）是板上電源原邊和副邊的隔離器件，同時肩負反饋和過壓/過流保護作用。也就是說，它在以板上電源為首的開關電源裏，可把副邊輸出反饋到原邊
，以便於調整電源輸出。此外，因為過壓/過(guo)電(dian)流(liu)需(xu)要(yao)實(shi)現(xian)保(bao)護(hu)
，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)幾(ji)個(ge)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian)。一(yi)旦(dan)大(da)量(liang)使(shi)用(yong)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian)，它(ta)所(suo)占(zhan)居(ju)的(de)板(ban)上(shang)電(dian)源(yuan)組(zu)裝(zhuang)麵(mian)積(ji)就(jiu)相(xiang)當(dang)可(ke)觀(guan)的(de)。為(wei)此(ci)，強(qiang)烈(lie)要(yao)求(qiu)研(yan)究(jiu)與(yu)開(kai)發(fa)超(chao)小(xiao)型(xing)光(guang)電(dian)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian)。本(ben)文(wen)選(xuan)取(qu)PS29xx係列為例，介紹通用超小型光耦合器件的特點，內部結構，可靠性和符合各種安全規格的應用情況。

光耦合器件的特點和內部結構
光電耦合器件PS29xx係列具有以下特點：①削減組裝麵積——以往的PS28xx係列的組裝麵積較大（7.0×2.7mm2），新產品PS29xx係列的組裝麵積僅為2.5×5.0mm2
，節約麵積30％以上。②高絕緣耐壓——輸入和輸出之間的絕緣耐壓可保證2500Vr.m.s，完全符合板上電源和通信設備市場需求。③適應安全規格——由於保證絕緣距離為0.4 mm，可適應以UL等各種安全規格，諸如BSI（附加絕緣）
，北歐4規格（附加絕緣）、VDE
、CSA等。④低封裝高度——由於采用扁平封裝，已將封裝高度控製在2.0mm以下，故可用於調製解調器卡。⑤豐富的產品係列——按照用途設計受光晶體管，已開發出豐富多彩的係列產品供用戶選購。 電子電路圖
　　
因為光耦合器是絕緣安全器件，因此，它與其他半導體器件的封裝結構不同
，而是有特殊結構要求。它的主要結 構參數如下：① 空間距離（Air Distance）——是指輸入側和輸出側的外部引線距離；②沿麵距離（Creepage Distance）——是指沿輸入側引線和輸出側引線之間模製（Mold）樹脂的最短距離
，若比最短距離還要短，則便有漏電的危險；③絕緣厚度（Insulation thickness）——是指輸入側和受光側的導體之間的最小距離。

　　
在一般的板上電源和通信設備市場上對光電耦合器件的要求如下：空間距離≥4.0mm
，沿麵距離≥4.0mm，絕緣距離≥0.4mm

，必須滿足這些要求
，否則無法應用。以上所述的要求，正是光電耦合器件實用化的結構製約因素。PS289xx係列封裝結構便是在上述的前提下，盡量削減組裝麵積而設計的：它的空間距離和沿麵距離相等，確保為4.0mm；引線寬為0.4±0.1mm，引線的中心間距為1.27mm,其內部結構如圖2所示。這種結構具備如下優點：①引線長度很短，接地麵積的離散很小；②引線水平方向機械強度高。在內部結構裏，充分考慮絕緣距離：① LED側和受光器件側的引線框之間距離最短；②LED側的金屬線和受光器件之間距離最短；③LED側的金屬線受光器件側的金屬線間距離最短。 電子技術書籍網

封裝可靠性
盡管PS29xx封裝十分小巧，但是其封裝的可靠性和以往的大型封裝並無差異，同樣可靠。它的引線腳是嵌條狀結構（參閱圖2）

，非常適合於高密度表麵貼裝焊接。PS29xx封裝的可靠性實驗結果，詳見表1所示。為了使PS29xx係列光電耦合器具備很高的可靠性采用了雙重模塑包封

；第一層樹脂和引線框之間的距離通過優化
，使封裝結構具備很高的可靠性。
電子電路圖

應用舉例
PS29xx係列光電耦合器是通用電子器件
，在民用和工業用電子設備中具有廣泛應用。該係列裏各型號光電耦合器各有各自的應用領域，例如
，PS2911型光電耦合器的特點是超小型、低輸入驅動和高絕緣耐壓（當結溫Ta=25℃、RH=60%
、施加AC電壓1分鍾時
，可耐壓2.5kV），它適用於板上電源的反饋和過壓保護、輸入/輸出接口和混合IC電路
；PS2915型光電耦合器
，在輸入端（1、2）上並聯有正
、負極相反的兩個LED，它除了具備超小型、低輸入驅動和耐2.5kV高壓之外
，還允許輸入AC信號
，因此它的應用領域更為廣泛


，它還可以用於調製解調器、電話撥號脈衝發生器、線路監視部分環路檢測等。
　　
在PS2932和PS2933型光電耦合器裏
，適應光電管的大電流需求，專門把光電管部分製作為複合晶體管（戴林頓晶體管），在其輸出端（3、4）可產生60mA的Ic電流。這樣的光電耦合器件用於控製/切斷開關電源主變壓器的勵磁電流
，對於發展間歇式開關電源發揮出重要作用。
　　
此外
，PS29xx係列光電耦合器件是UL安全規格的認定產品，也有附加絕緣，符合BSI、CSA

、VDE和北歐的安全規格
，能在世界範圍內廣泛應用。
　　
此外，應該看到光電耦合器件是通用電子器件，它自身的改進也將促進其應用的發展。例如
，光電耦合器件中的LEDheshouguangbufenguangdiansanjiguan
，ruonengtigaozishendefaguangxiaolvheguangdianzhuanhuanxiaolv，zejiangnengkaituochuxuduoxindeyingyonglingyu
，qizhong，zhongyaodeyingyonglingyushituozhanbanshangdianyuandeyingyong。rujinliyongyaokongqiqidongdexingxingsesedebanshangdianyuanhenduo，liruxiandaijiatingzhongyingyongdedidianyadianyuan
，qixiaolvjidi，diannenglangfeihenda。jinhousuizhedihaonengguangdianouheqijiandechuxian，jiaoliujianxiexingdekaiguandianyuan（或串行調解電源）將會普及，對環境保護將會做出重要貢獻。