在开关电源中用光耦的一下分析

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在开关电源电路中的器件数量庞大且大多结构较为复杂，光耦就是其中一种。光耦的特点就是具有体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强的特点。因此在开关电源数字电路中有着较为广泛的应用。


      光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。


      在开关电源中光耦的作用主要是隔离、提供反馈信号和开关作用。开关电源电路中光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的，当输出电压低于稳压管电压是给信号光耦接通，加大占空比，使得输出电压升高;反之则关断光耦减小占空比，使得输出电压降低。旦高频变压器次级负载超载或开关电路有故障，就没有光耦电源提供，光耦就控制着开关电路不能起振，从而保护开关管不至被击穿烧毁。 通常光耦与TL431一起使用。两电阻串联取样到431R端与内部比较器进行比较。然后根据比出的信号再控制431K端(阳极接光耦那一端)对地的电阻，然后达到控制光耦内部发光二极管的亮度。(光耦内部一边是一发光二极管，一边是一光敏三极管)通过发光的强度。控制另一端三极管的CE端的电阻也就是改变了led电源驱动芯片就会自动调整输出信号的占空比,达到稳压的目的。


常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，介绍这类光耦的特性。


      TLP521的原边相当于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变化而变化，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应尽量不通过光耦实现反馈。此外，使用这类光耦必须注意设计外围参数，使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。


       通常来说，在典型的开关电源电路，如TL431电路中，会使用TLP521进行反馈。此时TL431的工作状态相当于内部基准电压为2.5V电压误差放大器，所以在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。


      对于光耦在开关电源中的作用已经有了进一步的了解。光耦在开关电源当中的作用主要是隔离这一点是毋庸置疑的。但光耦的作用也不仅仅限制于此，更多的功能需要自己在使用过程中通过实践去发现。