做过带强电隔离的板子,一定遇到过这种情况——光耦选型没问题,耐压也够,但过了安规测试却击穿了。排查下来,往往不是器件的锅,而是PCB上的隔离带出了问题。
光耦的核心功能是电气隔离。输入侧LED和输出侧光敏管之间靠光传信号,不靠电。但这只在器件内部成立。到了PCB上,如果你初级侧和次级侧的地平面连在一起,或者隔离带里偷偷走了一根线,那光耦的隔离效果直接打折——安规测试一打高压就击穿,这不是理论推演,是真实项目里踩过的坑。
光耦在PCB上应该分成三个区:输入侧(LED驱动区)、光耦本体、输出侧(负载驱动区)。三个区之间要有物理隔离带。隔离带内不允许有铜箔、不允许走线、不允许打过孔,只留绿油覆盖。
常规低压 220V 工况下参考:消费级≥3mm,工业级≥5mm,车载≥8mm,医疗级≥10mm。别觉得3mm就够了,低压工业驱动类产品,要求爬电距离≥5mm。
最终以对应产品安规标准、额定电压查表为准。
光耦下方对应的PCB区域需要挖空——所有层的铜箔都要去掉。为什么要挖空?因为光耦的隔离靠内部空气间隙实现,如果PCB铜箔紧贴光耦底部,相当于在初级和次级之间搭了个导电桥,隔离电压从5kV直接降到几百伏。同样,继电器下方也要挖空处理。
输入侧的限流电阻决定了LED驱动电流,直接影响CTR(电流传输比)的稳定性。电阻放远了,走线寄生参数会让驱动电流漂移,输出电平抖动。限流电阻到光耦输入脚的距离≤5mm,这是实战里的硬约束。
光耦的输入脚和输出脚各自需要ESD防护。双向TVS管结电容≤10pF(高速信号要≤1pF),放在距离引脚≤3mm的位置。别把TVS放远了,ESD能量沿着走线衰减,远了就等于没防护。