深入了解四种光耦反馈电路的工作原理及接线示例

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光电耦合器,也称为光电隔离器或光电耦合器,简称光耦(OC),广泛应用于各种电路中,起到对电流状态的调节和电路保护的作用。根据其特性,人们利用光耦合器制作可控的光电开关,能够对开关电路和高压电路进行良好的控制和稳压,为用户提供了便利。
 
在常见的隔离电源中,光耦反馈是一种简单且成本较低的方法。然而,目前还没有看到对光耦反馈的各种连接方式及其区别进行深入研究。此外,在许多情况下,由于对光耦工作原理的理解不够深入,导致光耦接法混乱,从而使电路无法正常工作。本文将详细分析光耦的工作原理,并介绍几种典型的光耦反馈接法。
 
不同的连接方式及其工作原理
光耦合器通过光来传输电信号,具有良好的输入和输出电信号隔离功能,因此在各种电路中被广泛应用。它已经成为数量最多、应用最广泛的光电器件之一。光耦合器通常由三个部分组成:光的发射、光的接收和信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使其发出特定波长的光,然后由光探测器接收并产生光电流,经过进一步放大后输出。这样就完成了电-光-电的转换,实现了输入、输出和隔离的功能。光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围广、抗干扰性能强等特点。由于无触点且在电气上完全隔离的输入和输出,因此在各种电子设备上得到广泛应用。光电耦合器可用于隔离电路、负载接口和各种家用电器等电路中。常用于反馈的光耦型号包括TLP521和PC817等。以TLP521为例,介绍这类光耦的特性。TLP521的原边相当于一个发光二极管,原边电流If越大,光强越强,副边三极管的电流Ic也越大。光耦的电流放大系数指副边三极管电流Ic与原边二极管电流If之比,该系数会随温度变化而变化,并受温度影响较大。通常选择TL431与TLP521组合进行反馈。在这种情况下,TL431的工作原理类似于一个内部基准为2.5V的电压误差放大器,因此需要在其1脚和3脚之间接入补偿网络。
 
二、常见的四种反馈接法
 
第一种反馈接法
图示如图A所示。需要注意的是,左边的地为输出电压地,右边的地为芯片供电电压地,两者之间通过光耦隔离。该接法的工作原理如下:当输出电压上升时,TL431的1脚电压(相当于电压误差放大器的反向输入端)上升,3脚电压下降,导致光耦TLP521的原边电流If增加。光耦的另一端输出电流Ic也随之增加,导致电阻R4上的电压降增加,com引脚电压下降,占空比减小,输出电压减小。反之,当输出电压降低时,调节过程类似。
 
第二种反馈接法
图示如图B所示。与第一种接法不同的是,该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的误差放大器输出端。芯片内部的电压误差放大器必须接成同相端电位高于反相端电位的形式。利用运放的特性,当运放输出电流超过其输出能力时,输出电压将下降。在该接法中,当输出电压上升时,原边电流If增加,输出电流Ic也增加。由于Ic已经超过了电压误差放大器的输出能力,导致com脚电压下降,占空比减小,输出电压减小。反之,当输出电压下降时,调节过程类似。
 
第三种反馈接法
图示如图C所示。与图A基本相似,不同之处在于增加了电阻R6。该电阻的作用是额外注入一个电流到TL431,以避免因注入电流过小而导致TL431无法正常工作。
 
第四种反馈接法
图示如图D所示。该接法与第二种接法类似,区别在于在com端与光耦第4脚之间多接了一个电阻R4。其作用与第三种接法中的R6一致,其工作原理基本相同。

 

关键词:罗姆电源管理

 

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光电耦合器,也称为光电隔离器或光电耦合器,简称光耦(OC),广泛应用于各种电路中,起到对电流状态的调节和电路保护的作用。根据其特性,人们利用光耦合器制作可控的光电开关,能够对开关电路和高压电路进行良好的控制和稳压,为用户提供了便利。