电源光耦合器基础知识！-先进光半导体

    在性能和保护方面，光耦合器隔离电源通常是最安全，最实用的方法。这是当今LED/光电探测器隔离器的基础知识，以及将它们应用于系统的知识。

    初级系统设计人员通常将系统的电源要求放在列表的末尾，因此忽略了隔离，非隔离AC/AC，AC/DC，DC/AC或DC/DC转换器的重要性。真正的隔离（输入端为变压器，电源的反馈控制环路中为光电隔离器）实际上消除了电源输入级与其输出端子/负载之间的任何直接导电路径。这在高功率密度应用中变得尤为重要，这种应用正变得越来越普遍，而对于要求更高的系统要求却常常将电源置于爆炸性或其他危险环境中。

    使用光耦合器还可以打破接地环路，该功能对于消除共模噪声非常有用，尤其是对于工作电压较高的系统。当系统中的不同电源连接在一起时，由于接地电位的细微差异，往往会感应到接地环路电流。此外，电源往往会在在各种电源状态之间切换的设备中看到瞬态噪声（当今的光耦合器能够承受高达40kV/微秒的瞬态共模电压）。

    典型的用于执行这种所谓的电隔离功能的光耦合器-本质上是将本安电路连接到存在安全风险的电路上-在电源的输出到输入反馈回路中包括一个LED，一个光电检测器和适当的连接电路（图1）。

    在一般电路操作中，由电源的PWM驱动的光耦合器用作保持电源所需的输出电压的链路。当输出电压由于线路和/或负载变化而偏离时，电源的误差放大器会尝试进行补偿。它将输入与参考电压进行比较，因此误差信号控制PWM的输出。反过来，PWM通过光耦合器控制初级侧功率MOSFET。

    标准

    监管机构（例如美国的UL，欧洲的CENELEC，加拿大的CSA和日本的TIIS）设置了使电路本质安全的功率水平。本质上，这些标准为“安全”电路与外界之间的电隔离屏障提出了要求。为了获得最佳结果，请按照IECEN-60747-5-2的建议选择具有额外增强绝缘的光耦合器。加强绝缘层可确保防止触电并提供故障安全模式。故障安全技术会在发生故障时终止系统运行并使系统进程和组件处于安全状态。

    光耦合器还有其他选择。这些包括磁性和电容耦合器，它们可能适合您的应用。但是要注意这些折衷。光耦合器具有可在低至DC的电压下工作的优势，而通常在某些AC带宽上指定诸如变压器之类的磁隔离器。电磁隔离器需要内置的数据刷新功能来检测稳态信号。另外，来自开关电源瞬变的高频能量的短脉冲可能是EMI的来源，RFI可能会影响磁隔离器的功能。

    在这种情况下，光耦合器通常更坚固，因为与穿过磁耦合器中的磁隔离势垒传输的磁信号相反，电磁信号不会干扰光信号。光耦合器还具有增强绝缘认证。