Optokoppler

Was ist ein Optokoppler?

Ein Optokoppler ist ein elektronisches Bauteil, das ein Signal von einer Schaltung in eine andere überträgt – ohne eine direkte elektrische Verbindung zwischen beiden. Diese galvanische Trennung entsteht, weil die Signalübertragung im Inneren über Licht erfolgt.

Vereinfacht lässt sich das wie eine „Lichtbrücke“ verstehen: Auf der Eingangsseite erzeugt eine kleine LED Licht, auf der Ausgangsseite empfängt ein lichtempfindliches Bauteil (z. B. Fototransistor oder Fotodiode) dieses Licht und setzt es wieder in ein elektrisches Signal um. So bleiben beide Seiten elektrisch voneinander isoliert.

Wofür werden Optokoppler eingesetzt?

Optokoppler werden eingesetzt, wenn Signale sicher zwischen Bereichen mit unterschiedlichen Spannungen, Massebezügen oder Störniveaus übertragen werden sollen. Typische Anwendungsfelder in Entwicklung und Fertigung elektronischer Baugruppen sind:

• Schnittstellen zwischen „Steuerung“ und „Leistung“, z. B. wenn ein Mikrocontroller ein Relais, einen Triac oder eine Leistungsstufe ansteuert
• Industrielle Eingänge/Ausgänge (z. B. 24-V-Signale), um die empfindliche Logik vor Störungen und Fehlspannungen zu schützen
• Kommunikations- und Messschnittstellen, wenn Potentialunterschiede oder Erdschleifen zu Messfehlern führen könnten
• Schaltnetzteile, insbesondere zur Rückkopplung (Feedback) über die Trennbarriere
• EMV- und Sicherheitskonzepte, wenn Störimpulse nicht in die Steuerelektronik gelangen sollen

Wie funktioniert ein Optokoppler?

In der Praxis besteht ein Optokoppler aus zwei Funktionsblöcken in einem Gehäuse:

• Eingangsseite: Eine LED wird mit einem Strom angesteuert. Je nach Strom leuchtet die LED stärker oder schwächer.
• Ausgangsseite: Ein fotosensitives Element (häufig ein Fototransistor) reagiert auf das Licht und ändert seinen Leitwert. Dadurch entsteht ein nutzbares Ausgangssignal.

Wichtig ist dabei: Übertragen wird nicht „Leistung“, sondern Information. Damit die Übertragung zuverlässig ist, werden Optokoppler passend zur Signalfrequenz (langsam/schnell), zum notwendigen Ausgangspegel sowie zur erforderlichen Isolation ausgewählt.

Für die Umsetzung in Baugruppen spielt außerdem die Fertigungsperspektive eine Rolle: Optokoppler gibt es als THT- und SMD-Bauteile. Bei der Auswahl zählen neben elektrischen Kennwerten auch Aspekte wie Gehäuseform, Verfügbarkeit, Lötprozessfenster und Prüfbarkeit im Testkonzept.

Warum sind Optokoppler für Unternehmen relevant?

Optokoppler sind aus Unternehmenssicht vor allem ein Baustein für Zuverlässigkeit und Risiko-Reduktion in Produkten. Galvanische Trennung hilft, Folgeschäden durch Fehlspannungen, Potentialverschleppungen oder Störimpulse zu vermeiden – und damit Ausfälle, Servicekosten und Reklamationen zu reduzieren.

Auch in Bezug auf Qualität und Time-to-Market ist der Bauteiltyp relevant: Wenn Trennung früh im Design berücksichtigt wird, lassen sich EMV-Probleme und unerwartete Effekte (z. B. Masseprobleme) oft deutlich schneller beherrschen. Umgekehrt kann eine späte Nachbesserung im Feld oder kurz vor Serienstart teuer werden.

Schließlich beeinflusst die Entscheidung „Optokoppler ja/nein“ sowie die konkrete Auslegung auch Kosten und Automatisierung in der Fertigung: Ein passendes Gehäuse und ein robustes Layout unterstützen stabile Prozesse, reproduzierbare Qualität und effizientere Tests.

Wer Optokoppler im Gesamtkontext aus Auslegung, Bauteilauswahl, Layout und Serienüberführung betrachten möchte, findet dazu passende Einordnung im Bereich Elektronikentwicklung.