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      開關電源中為什么要使用光耦?

      日期:2021-10-20  閱讀:80次

        開關電源路中的器件數量龐大且大多結構較為復雜,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。
        光耦合器的主要優點是:信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離,輸出信號對輸入端無影響,抗干擾能力強,工作穩定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。光耦合器是70年代發展起來產新型器件,現已廣泛用于電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、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、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器(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成光耦反饋電路,通過調節控制端電流來改變占空比,達到精密穩壓目的。
        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。兩電阻串聯取樣到431R端與內部比較器進行比較。然后根據比出的信號再控制431K端(陽極接光耦那一端)對地的電阻,然后達到控制光耦內部發光二極管的亮度。(光耦內部一邊是一發光二極管,一邊是一光敏三極管)通過發光的強度??刂屏硪欢巳龢O管的CE端的電阻也就是改變了LED電源驅動芯片就會自動調整輸出信號的占空比,達到穩壓的目的。
        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,該系數隨溫度變化而變化,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”來實現反饋,因此在環境溫度變化劇烈的場合,由于放大系數的溫漂比較大,應盡量不通過光耦實現反饋。此外,使用這類光耦必須注意設計外圍參數,使其工作在比較寬的線性帶內,否則電路對運行參數的敏感度太強,不利于電路的穩定工作。
        通常來說,在典型的電路,如TL431電路中,會使用TLP521進行反饋。此時TL431的工作狀態相當于內部基準電壓為2.5V電壓誤差放大器,所以在其1腳與3腳之間,要接補償網絡。
        通過本文的介紹,相信大家對應光耦在開關電源中的作用已經有了進一步的了解。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現。

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