光耦Photo Coupler的主要優點是:信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實現了前端與負載完全的電氣隔離,
輸出信號對輸入端無影響,減小電路干擾,
簡化電路設計,工作穩定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。
光耦合器Photo Coupler是70年代發展起來的新型器件,
現已廣泛用於電氣絕緣、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、
脈衝放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈衝放大、
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Photo Coupler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。
常用於反饋的光耦型號有TLP521、PC817等。這裡以TLP521為例,介紹這類光耦的特性。
TLP521的原邊相當於一個發光二極體,原邊電流If越大,光強越強,副邊三極體的電流Ic越大。
副邊三極體電流Ic與原邊二極體電流If的比值稱為光耦Photo Coupler的電流放大係數,該係數隨溫度變化而變化,且受溫度影響較大。
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光耦(Photo Coupler)亦稱光電隔離器、光耦合器或光電耦合器。
它是以光為媒介來傳輸電信號的器件,
通常把發光器(紅外線發光二極體LED)與受光器(光敏半導體管)封裝在同一管殼內。
當輸入端加電信號時發光二極體發出光線,光敏三極體接受光線之後就產生光電流,
從輸出端流出,從而實現了「電—光—電」轉換。
所示接法的工作原理如下:當輸出電壓升高時,TL431的1腳(相當於電壓誤差放大器的反向輸入端)電壓上升,
3腳(相當於電壓誤差放大器的輸出腳) 電壓下降,光耦Photo Coupler TLP521的原邊電流If增大,光耦的另一端輸出電流Ic增大,
電阻R4上的電壓降增大,com引腳電壓下降,占空比減小,輸出電壓減小;反之,當輸出電壓降低時,調節過程類似。
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,由於放大係數的溫漂比較大,應儘量不通過光耦實現反饋。
此外,使用這類光耦Photo Coupler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,不利於電路的穩定工作。
通常選擇TL431結合TLP521進行反饋。這時,TL431的工作原理相當於一個內部基準為2.5 V的電壓誤差放大器(輸出的電壓進行誤差放大比較,
然後將取樣電壓經過光電偶合器反饋控制脈寬占空比,達到穩定電壓的目的),所以在其1腳與3腳之間,要接補償網絡。
它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設置到從2.5V到36V範圍內的任何值。該器件的典型動態阻抗為0.2Ω,
在很多應用中用它代替穩壓二極體,例如,數字電壓表,運放電路,可調壓電源,開關電源等。
常見的光耦Photo Coupler反饋第1種接法。Vo為輸出電壓,Vd為晶片的供電電壓。
com信號接晶片的誤差放大器輸出腳。注意左邊的地為輸出電壓地,右邊的地為晶片供電電壓地,兩者之間用光耦隔離。
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