开关电源光耦的工作原理及应用方向！-先进光半导体发表时间：2021-04-07 16:07 在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单低成本的方法。然而，目前还没有深入研究光耦反馈的各种连接方式及其差异。此外，在许多情况下，由于对光耦合器的工作原理了解不够深入，光耦合器的混乱往往导致电路无法正常工作。本研究将详细分析光耦合器的工作原理，并对光耦合器反馈的几种典型连接方法进行比较研究。 常用的几种连接方式及其工作原理。 常用于反馈的光耦合器型号有TLP521、PC817等。以TLP521为例，介绍了这种光耦合器的特性。
TLP521的原边相当于当于发光二极管。原始边缘电流If越大，光强越强，副边缘三极管的电流Ic越大。副边缘三极管电流Ic与原始边缘二极管电流If的比值称为光耦合器的电流放大系数，随着温度的变化而变化，受温度的影响很大。反馈用的光耦合器利用原始边缘电流变化导致副边缘电流变化来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的情况下，由于放大系数的温度漂移较大，应尽量不要通过光耦合器实现反馈。此外，使用这种光耦合器时，必须注意设计外围参数，使其在较宽的线性带内工作，否则电路对运行参数过于敏感度，不利于电路的稳定运行。 通常选择TL431结合TLP521进行反馈。此时，TL431的工作原理相当于一个内部基准为2.5V的电压误差放大器，因此需要在其一脚和三脚之间连接补偿网络。 TL431是三端可编程并联稳压二极管开关电源中的光耦合器。
一般的光耦反馈第一种连接方式，如图1所示。图中，Vo是输出电压，Vd是芯片的供电电压。com信号连接芯片的误差放大器输出脚，或者将PWM芯片(如UC3525)的内部电压误差放大器连接成同相放大器形式，而com信号连接到相应的同相端引脚。注意左边的地面是输出电压地面，右边的地面是芯片电压地面，两者用光耦隔离。 图1显示的连接方式的工作原理如下:当输出电压升高时，TL431的1脚(相当于电压误差放大器的反向输入端)电压升高，3脚(相当于电压误差放大器的输出脚)电压降低，光耦TLP521的原始边缘电流If增大，光耦另一端的输出电流Ic增大，电阻R4上的电压降大，com引脚电压降低，占空比降低，输出电压降低；相反，当输出电压降低时，调整过程相似。开关电源中光耦合的作用。 常见的第二种连接方式，如图2所示。与第一种连接方式不同，光耦合器的第四脚直接连接到芯片的误差放大器的输出端，芯片内部的电压误差放大器必须连接到同一端的电位高于反相端的电位利用放大器的一个特点——当放大器的输出电流过大(超过放大器的输出能力)时，放大器的输出电压值会降低，输出电流越大，输出电压会降低越多。因此，采用该连接方式的电路必须将PWM芯片的误差放大器的两个输入引脚连接到固定电位，同向端的电位必须高于反向端的电位，使误差放大器的初始输出电压更高。 图2所示连接方法的工作原理是:当输出电压上升时，原始边缘电流If增加，输出电流Ic增加。由于集成电路已经超过了电压误差放大器的电流输出能力，com脚电压下降，占空比下降，输出电压下降；相反，当输出电压下降时，调整过程是相似的。 第三种常见的连接方式，如图3所示。和图1基本相似，区别在于图3中增加了一个电阻R6，这个电阻的作用是向TL431增加一个电流，避免TL431因为注入电流太小而无法正常工作。事实上，如果选择合适的电阻值R3，可以省略电阻R6。调整过程与图1连接方式基本相同。 图4显示了第四种常见的连接方式。这种连接方式类似于第二种连接方式，区别在于com端和光耦第四脚之间有一个电阻R4，其功能与第三种连接方式中的R6一致，其工作原理基本相同。 开关电源的光耦合器主要用于隔离和提供反馈信号和开关功能。开关电源电路中的光耦合器电源由高频变压器的次级电压提供。当输出电压低于稳压管电压时，它将连接信号光耦合器，增加空间比，使输出电压上升。相反，关闭光耦合器以降低空间比，降低输出电压。当高频变压器的次级负载超载或开关电路出现故障时，没有光耦合器电源提供，光耦合器控制开关电路无法振动，从而保护开关管免受损坏和烧毁。 先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。 |
