【導(dǎo)讀】隔離光耦電路是電子電路設(shè)計中結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的設(shè)計方式。雖然資料中有很多種類豐富的隔離光耦電路，但是鮮少有資料會對隔離電路進行系統(tǒng)的分析和講解。本文就針對隔離光耦電路的接法進行詳細的介紹。
常見的幾種連接方式及其工作原理
常用于反饋的光耦型號有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)于一個發(fā)光二極管，原邊電流If越大，光強越強，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”來實現(xiàn)反饋，因此在環(huán)境溫度變化劇烈的場合，由于放大系數(shù)的溫漂比較大，應(yīng)盡量不通過光耦實現(xiàn)反饋。此外，使用這類光耦必須注意設(shè)計外圍參數(shù)，使其工作在比較寬的線性帶內(nèi)，否則電路對運行參數(shù)的敏感度太強，不利于電路的穩(wěn)定工作。
通常選擇TL431結(jié)合TLP521進行反饋。這時，TL431的工作原理相當(dāng)于一個內(nèi)部基準為2.5V的電壓誤差放大器，所以在其1腳與3腳之間，要接補償網(wǎng)絡(luò)。
圖1
常見的光耦反饋第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信號則接到其對應(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，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，輸出電壓減小；反之，當(dāng)輸出電壓降低時，調(diào)節(jié)過程類似。
圖2
常見的第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，利用運放的一種特性——當(dāng)運放輸出電流過大（超過運放電流輸出能力）時，運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，原邊電流If增大，輸出電流Ic增大，由于Ic已經(jīng)超過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，輸出電壓減小；反之，當(dāng)輸出電壓下降時，調(diào)節(jié)過程類似。
常見的第3種接法，如圖3所示。與圖1基本相似，不同之處在于圖3中多了一個電阻R6，該電阻的作用是對TL431額外注入一個電流，避免TL431因注入電流過小而不能正常工作。實際上如適當(dāng)選取電阻值R3，電阻R6可以省略。調(diào)節(jié)過程基本上同圖1接法一致。
常見的第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。
之所以對隔離光耦電路進行如此詳細的分析，是因為在很多時候光耦連接的混亂都是由于對光耦工作原理理解不到位造成的，對基礎(chǔ)知識的陌生導(dǎo)致了光耦電路不能正常工作，因此針對隔離光耦電路的接發(fā)類型進行比對及非常有必要。之后的文章中將針對這四種接發(fā)進行互相比較，幫助大家進一步理解，希望大家在閱讀過本文之后能夠有所收獲。
相關(guān)閱讀：
經(jīng)驗分享：為什么高速光耦電路中要添加三極管？
光耦電路中，限流電阻位置有什么影響？
不容忽視的光耦電路設(shè)計的“點點滴滴”
