開關電源中為何要使用光耦

開關電源電路中的器件數(shù)量龐大且大多結(jié)構(gòu)較為復雜，光耦就是其中一種。光耦的特點就是具有體積小、壽命長、無觸點、抗干擾能力強的特點。因此在開關電源數(shù)字電路中有著較為廣泛的應用。在本文中，小編將為大家介紹光耦在開關電源當中的作用，感興趣的朋友快來看一看吧。

光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。在單片開關電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。

在開關電源中光耦的作用主要是隔離、提供反饋信號和開關作用。開關電源電路中光耦的電源是從高頻變壓器次級電壓提供的，當輸出電壓低于穩(wěn)壓管電壓是給信號光耦接通，加大占空比，使得輸出電壓升高;反之則關斷光耦減小占空比，使得輸出電壓降低。旦高頻變壓器次級負載超載或開關電路有故障，就沒有光耦電源提供，光耦就控制著開關電路不能起振，從而保護開關管不至被擊穿燒毀。 通常光耦與TL431一起使用。兩電阻串聯(lián)取樣到431R端與內(nèi)部比較器進行比較。然后根據(jù)比出的信號再控制431K端(陽極接光耦那一端)對地的電阻，然后達到控制光耦內(nèi)部發(fā)光二極管的亮度。(光耦內(nèi)部一邊是一發(fā)光二極管，一邊是一光敏三極管)通過發(fā)光的強度?？刂屏硪欢巳龢O管的CE端的電阻也就是改變了led電源驅(qū)動芯片就會自動調(diào)整輸出信號的占空比,達到穩(wěn)壓的目的。

常用于反饋的光耦型號有TLP521、PC817等。這里以TLP521為例，介紹這類光耦的特性。

TLP521的原邊相當于一個發(fā)光二極管，原邊電流If越大，光強越強，副邊三極管的電流Ic越大。副邊三極管電流Ic與原邊二極管電流If的比值稱為光耦的電流放大系數(shù)，該系數(shù)隨溫度變化而變化，且受溫度影響較大。作反饋用的光耦正是利用“原邊電流變化將導致副邊電流變化”來實現(xiàn)反饋，因此在環(huán)境溫度變化劇烈的場合，由于放大系數(shù)的溫漂比較大，應盡量不通過光耦實現(xiàn)反饋。此外，使用這類光耦必須注意設計外圍參數(shù)，使其工作在比較寬的線性帶內(nèi)，否則電路對運行參數(shù)的敏感度太強，不利于電路的穩(wěn)定工作。

通常來說，在典型的開關電源電路，如TL431電路中，會使用TLP521進行反饋。此時TL431的工作狀態(tài)相當于內(nèi)部基準電壓為2.5V電壓誤差放大器，所以在其1腳與3腳之間，要接補償網(wǎng)絡。

通過本文的介紹，相信大家對于光耦在開關電源中的作用已經(jīng)有了進一步的了解。光耦在開關電源當中的作用主要是隔離這一點是毋庸置疑的。但光耦的作用也不僅僅限制于此，更多的功能需要設計者們自己通過實踐去發(fā)現(xiàn)。