中心议题：
- 介绍光耦合器件的特点和内部结构
- 分析光耦合器件封装可靠性及其应用
解决方案：
- 光电耦合器件是板上电源原边和副边的隔离器件，同时肩负反馈和过压/过流保护作用
- 为适应光电管的大电流需求，把光电管部分制作为复合晶体管
近年来，通信电子设备由于Internet普及应用获得了长足发展。这些通信电子设备在实现高功能化的同时，自身不断小型化，而其中内置的板上电源部件（On-board Power Supply Block），正逐渐成为其小型化的障碍。在板上电源部件里，光电耦合器件是占居空间较大的器件之一，因而成为板上电源部件进一步小型化的关键。
图1是当今流行的板上电源的示意图。从图中可以看出，光电耦合器件（photo coupler）是板上电源原边和副边的隔离器件，同时肩负反馈和过压/过流保护作用。也就是说，它在以板上电源为首的开关电源里，可把副边输出反馈到原边，以便于调整电源输出。此外，因为过压/过电流需要实现保护，往往需要几个光电耦合器件。一旦大量使用光电耦合器件，它所占居的板上电源组装面积就相当可观的。为此，强烈要求研究与开发超小型光电耦合器件。本文选取PS29xx系列为例，介绍通用超小型光耦合器件的特点，内部结构，可靠性和符合各种安全规格的应用情况。
光耦合器件的特点和内部结构
光电耦合器件PS29xx系列具有以下特点：①削减组装面积——以往的PS28xx系列的组装面积较大（7.0×2.7mm2），新产品PS29xx系列的组装面积仅为2.5×5.0mm2，节约面积30％以上。②高绝缘耐压——输入和输出之间的绝缘耐压可保证2500Vr.m.s，完全符合板上电源和通信设备市场需求。③适应安全规格——由于保证绝缘距离为0.4 mm，可适应以UL等各种安全规格，诸如BSI（附加绝缘），北欧4规格（附加绝缘）、VDE、CSA等。④低封装高度——由于采用扁平封装，已将封装高度控制在2.0mm以下，故可用于调制解调器卡。⑤丰富的产品系列——按照用途设计受光晶体管，已开发出丰富多彩的系列产品供用户选购。 电子电路图
因为光耦合器是绝缘安全器件，因此，它与其他半导体器件的封装结构不同，而是有特殊结构要求。它的主要结 构参数如下：① 空间距离（Air Distance）——是指输入侧和输出侧的外部引线距离；②沿面距离（Creepage Distance）——是指沿输入侧引线和输出侧引线之间模制（Mold）树脂的最短距离，若比最短距离还要短，则便有漏电的危险；③绝缘厚度（Insulation thickness）——是指输入侧和受光侧的导体之间的最小距离。
在一般的板上电源和通信设备市场上对光电耦合器件的要求如下：空间距离≥4.0mm，沿面距离≥4.0mm，绝缘距离≥0.4mm，必须满足这些要求，否则无法应用。以上所述的要求，正是光电耦合器件实用化的结构制约因素。PS289xx系列封装结构便是在上述的前提下，尽量削减组装面积而设计的：它的空间距离和沿面距离相等，确保为4.0mm；引线宽为0.4±0.1mm，引线的中心间距为1.27mm,其内部结构如图2所示。这种结构具备如下优点：①引线长度很短，接地面积的离散很小；②引线水平方向机械强度高。在内部结构里，充分考虑绝缘距离：① LED侧和受光器件侧的引线框之间距离最短；②LED侧的金属线和受光器件之间距离最短；③LED侧的金属线受光器件侧的金属线间距离最短。 电子技术书籍网
封装可靠性
尽管PS29xx封装十分小巧，但是其封装的可靠性和以往的大型封装并无差异，同样可靠。它的引线脚是嵌条状结构（参阅图2），非常适合于高密度表面贴装焊接。PS29xx封装的可靠性实验结果，详见表1所示。为了使PS29xx系列光电耦合器具备很高的可靠性采用了双重模塑包封；第一层树脂和引线框之间的距离通过优化，使封装结构具备很高的可靠性。
电子电路图
应用举例
PS29xx系列光电耦合器是通用电子器件，在民用和工业用电子设备中具有广泛应用。该系列里各型号光电耦合器各有各自的应用领域，例如，PS2911型光电耦合器的特点是超小型、低输入驱动和高绝缘耐压（当结温Ta=25℃、RH=60%、施加AC电压1分钟时，可耐压2.5kV），它适用于板上电源的反馈和过压保护、输入/输出接口和混合IC电路；PS2915型光电耦合器，在输入端（1、2）上并联有正、负极相反的两个LED，它除了具备超小型、低输入驱动和耐2.5kV高压之外，还允许输入AC信号，因此它的应用领域更为广泛，它还可以用于调制解调器、电话拨号脉冲发生器、线路监视部分环路检测等。
在PS2932和PS2933型光电耦合器里，适应光电管的大电流需求，专门把光电管部分制作为复合晶体管（戴林顿晶体管），在其输出端（3、4）可产生60mA的Ic电流。这样的光电耦合器件用于控制/切断开关电源主变压器的励磁电流，对于发展间歇式开关电源发挥出重要作用。
此外，PS29xx系列光电耦合器件是UL安全规格的认定产品，也有附加绝缘，符合BSI、CSA、VDE和北欧的安全规格，能在世界范围内广泛应用。
此外，应该看到光电耦合器件是通用电子器件，它自身的改进也将促进其应用的发展。例如，光电耦合器件中的LED和受光部分光电三极管，若能提高自身的发光效率和光电转换效率，则将能开拓出许多新的应用领域，其中，重要的应用领域是拓展板上电源的应用。如今利用遥控器启动的形形色色的板上电源很多，例如现代家庭中应用的低电压电源，其效率极低，电能浪费很大。今后随着低耗能光电耦合器件的出现，交流间歇型的开关电源（或串行调解电源）将会普及，对环境保护将会做出重要贡献。
