【導(dǎo)讀】隔離光耦電路是電子電路設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的設(shè)計(jì)方式。雖然資料中有很多種類豐富的隔離光耦電路，但是鮮少有資料會(huì)對(duì)隔離電路進(jìn)行系統(tǒng)的分析和講解。本文就針對(duì)隔離光耦電路的接法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
常見(jiàn)的幾種連接方式及其工作原理
常用于反饋的光耦型號(hào)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(dāng)于一個(gè)發(fā)光二極管，原邊電流If越大，光強(qiáng)越強(qiáng)，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(dǎo)致副邊電流變化”來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋，因此在環(huán)境溫度變化劇烈的場(chǎng)合，由于放大系數(shù)的溫漂比較大，應(yīng)盡量不通過(guò)光耦實(shí)現(xiàn)反饋。此外，使用這類光耦必須注意設(shè)計(jì)外圍參數(shù)，使其工作在比較寬的線性帶內(nèi)，否則電路對(duì)運(yùn)行參數(shù)的敏感度太強(qiáng)，不利于電路的穩(wěn)定工作。
通常選擇TL431結(jié)合TLP521進(jìn)行反饋。這時(shí)，TL431的工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)為2.5V的電壓誤差放大器，所以在其1腳與3腳之間，要接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
圖1
常見(jiàn)的光耦反饋第1種接法，如圖1所示。圖中，Vo為輸出電壓，Vd為芯片的供電電壓。com信號(hào)接芯片的誤差放大器輸出腳，或者把PWM芯片（如UC3525）的內(nèi)部電壓誤差放大器接成同相放大器形式，com信號(hào)則接到其對(duì)應(yīng)的同相端引腳。注意左邊的地為輸出電壓地，右邊的地為芯片供電電壓地，兩者之間用光耦隔離。
圖1所示接法的工作原理如下：當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，TL431的1腳（相當(dāng)于電壓誤差放大器的反向輸入端）電壓上升，3腳（相當(dāng)于電壓誤差放大器的輸出腳）電壓下降，光耦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??；反之，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程類似。
圖2
常見(jiàn)的第2種接法，如圖2所示。與第1種接法不同的是，該接法中光耦的第4腳直接接到芯片的誤差放大器輸出端，而芯片內(nèi)部的電壓誤差放大器必須接成同相端電位高于反相端電位的形式，利用運(yùn)放的一種特性——當(dāng)運(yùn)放輸出電流過(guò)大（超過(guò)運(yùn)放電流輸出能力）時(shí)，運(yùn)放的輸出電壓值將下降，輸出電流越大，輸出電壓下降越多。因此，采用這種接法的電路，一定要把PWM芯片的誤差放大器的兩個(gè)輸入引腳接到固定電位上，且必須是同向端電位高于反向端電位，使誤差放大器初始輸出電壓為高。
圖2所示接法的工作原理是：當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，原邊電流If增大，輸出電流Ic增大，由于Ic已經(jīng)超過(guò)了電壓誤差放大器的電流輸出能力，com腳電壓下降，占空比減小，輸出電壓減??；反之，當(dāng)輸出電壓下降時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程類似。
常見(jiàn)的第3種接法，如圖3所示。與圖1基本相似，不同之處在于圖3中多了一個(gè)電阻R6，該電阻的作用是對(duì)TL431額外注入一個(gè)電流，避免TL431因注入電流過(guò)小而不能正常工作。實(shí)際上如適當(dāng)選取電阻值R3，電阻R6可以省略。調(diào)節(jié)過(guò)程基本上同圖1接法一致。
常見(jiàn)的第4種接法，如圖4所示。該接法與第2種接法類似，區(qū)別在于com端與光耦第4腳之間多接了一個(gè)電阻R4，其作用與第3種接法中的R6一致，其工作原理基本同接法2。
之所以對(duì)隔離光耦電路進(jìn)行如此詳細(xì)的分析，是因?yàn)樵诤芏鄷r(shí)候光耦連接的混亂都是由于對(duì)光耦工作原理理解不到位造成的，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的陌生導(dǎo)致了光耦電路不能正常工作，因此針對(duì)隔離光耦電路的接發(fā)類型進(jìn)行比對(duì)及非常有必要。之后的文章中將針對(duì)這四種接發(fā)進(jìn)行互相比較，幫助大家進(jìn)一步理解，希望大家在閱讀過(guò)本文之后能夠有所收獲。
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