開關(guān)電源的關(guān)鍵元件·OC光耦合器

光耦合器，也稱作光隔離器、光電耦合器，簡(jiǎn)稱‘光耦’。

英文全稱：Optical Coupler

英文縮寫：OC

光耦，是以光為介質(zhì)來傳輸電信號(hào)的器件。通常是把發(fā)光器(發(fā)光管)和受光器(光敏管)封裝在同一個(gè)殼內(nèi)。當(dāng)輸入端施加電信號(hào)，使發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接收光線后產(chǎn)生光電流并放大輸出，從而實(shí)現(xiàn)了“電->光->電"的轉(zhuǎn)換。

光耦的主要優(yōu)點(diǎn)是，單向信號(hào)傳輸，輸入輸出完全電氣隔離，抗干擾力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。廣泛用于級(jí)間耦合、開關(guān)電路、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口電路中。在開關(guān)電源中，利用光耦可構(gòu)成隔離反饋電路。

光耦的產(chǎn)品分類

光耦有管式、雙列直插式、光導(dǎo)纖維式等多種封裝，種類繁多。

光耦合器的分類及內(nèi)部電路，如下圖所示：圖中括號(hào)內(nèi)是典型產(chǎn)品型號(hào)

下表列出了3種典型產(chǎn)品的主要參數(shù)：

光耦分非線性光耦、線性光耦，后者的電流傳輸比(CTR)在一定范圍內(nèi)呈線性調(diào)整并且在傳輸小信號(hào)時(shí)很接近于直流電流傳輸，因此適合傳輸模擬信號(hào)，使光耦合器的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系，這種光耦合器適合開關(guān)電源的隔離反饋，典型產(chǎn)品有PC817、PC817A、CNYl 7-2、NEC2501等。

光耦的檢測(cè)

使用萬用表檢測(cè)光耦的方法如下：

1、用R×100(或R×1 k)擋測(cè)量發(fā)射管的正、反向電阻，應(yīng)呈現(xiàn)單向?qū)щ娦?。利用讀取負(fù)載電壓法還能測(cè)出LED的正向壓降UF，也可用數(shù)字萬用表的二極管擋直接測(cè)量UF值。

2、對(duì)于無基極引腳的光耦，需測(cè)量C-E極間電阻為無窮大，即穿透電流為零。對(duì)于有基極引腳的光耦還應(yīng)分別測(cè)量接收管的集電結(jié)與發(fā)射結(jié)正、反向電阻，均應(yīng)為單向?qū)щ姟?/p>

3、用R×10k擋檢查發(fā)射管與接收管的絕緣電阻應(yīng)為無窮大。若有條件可用兆歐表測(cè)量絕緣電阻值，但兆歐表的額定電壓不得超過光耦的絕緣電壓否則將有可能造成損壞，測(cè)量時(shí)間不要超過一分鐘。

開關(guān)電源中光耦的選取原則

設(shè)計(jì)光耦反饋式開關(guān)電源時(shí)必須正確選擇光耦的型號(hào)及參數(shù)。選取原則如下：

1、光耦的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。因?yàn)楫?dāng)CTR<50%時(shí)，光耦合器中的LED就需要較大的工作電流，才能正常傳遞誤差信號(hào)，這會(huì)增大光耦的功耗。當(dāng)CTR>200%，傳輸?shù)男盘?hào)相當(dāng)于被放大了，在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能會(huì)引起控制端的信號(hào)突變，引起超調(diào)或者關(guān)斷，影響電源的正常工作。

2、推薦采用線性光耦合器，它的特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。

3、例如4N25、4N26、4N35等型號(hào)的光耦，呈現(xiàn)開關(guān)特性，線性度差、CTR值不可控，適宜傳輸數(shù)字信號(hào)，不推薦用在開關(guān)電源中。

下表給出了常用線性光耦的型號(hào)和參數(shù)，供大家參考。

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