開關電源的關鍵元件·OC光耦合器

開關電源的關鍵元件·OC光耦合器

光耦合器,也稱作光隔離器、光電耦合器,簡稱‘光耦’。

英文全稱:Optical Coupler

英文縮寫:OC

光耦,是以光為介質來傳輸電信號的器件。通常是把發光器(發光管)和受光器(光敏管)封裝在同一個殼內。當輸入端施加電信號,使發光器發出光線,受光器接收光線後產生光電流並放大輸出,從而實現了“電->光->電"的轉換。

光耦的主要優點是,單向信號傳輸,輸入輸出完全電氣隔離,抗干擾力強,壽命長,傳輸效率高。廣泛用於級間耦合、開關電路、脈衝放大、固態繼電器(SSR)、電平轉換、信號隔離、遠距離信號傳輸、儀器儀表、通信設備及微機接口電路中。在開關電源中,利用光耦可構成隔離反饋電路。

光耦的產品分類

光耦有管式、雙列直插式、光導纖維式等多種封裝,種類繁多。

光耦合器的分類及內部電路,如下圖所示:圖中括號內是典型產品型號

開關電源的關鍵元件·OC光耦合器

下表列出了3種典型產品的主要參數:

開關電源的關鍵元件·OC光耦合器

光耦分非線性光耦、線性光耦,後者的電流傳輸比(CTR)在一定範圍內呈線性調整並且在傳輸小信號時很接近於直流電流傳輸,因此適合傳輸模擬信號,使光耦合器的輸出與輸入之間呈線性關係,這種光耦合器適合開關電源的隔離反饋,典型產品有PC817、PC817A、CNYl 7-2、NEC2501等。

光耦的檢測

使用萬用表檢測光耦的方法如下:

1、用R×100(或R×1 k)擋測量發射管的正、反向電阻,應呈現單向導電性。利用讀取負載電壓法還能測出LED的正向壓降UF,也可用數字萬用表的二極管擋直接測量UF值。

2、對於無基極引腳的光耦,需測量C-E極間電阻為無窮大,即穿透電流為零。對於有基極引腳的光耦還應分別測量接收管的集電結與發射結正、反向電阻,均應為單向導電。

3、用R×10k擋檢查發射管與接收管的絕緣電阻應為無窮大。若有條件可用兆歐表測量絕緣電阻值,但兆歐表的額定電壓不得超過光耦的絕緣電壓否則將有可能造成損壞,測量時間不要超過一分鐘。

開關電源中光耦的選取原則

設計光耦反饋式開關電源時必須正確選擇光耦的型號及參數。選取原則如下:

1、光耦的電流傳輸比(CTR)的允許範圍是50%~200%。因為當CTR<50%時,光耦合器中的LED就需要較大的工作電流,才能正常傳遞誤差信號,這會增大光耦的功耗。當CTR>200%,傳輸的信號相當於被放大了,在啟動電路或者當負載發生突變時,有可能會引起控制端的信號突變,引起超調或者關斷,影響電源的正常工作。

2、推薦採用線性光耦合器,它的特點是CTR值能夠在一定範圍內做線性調整。

3、例如4N25、4N26、4N35等型號的光耦,呈現開關特性,線性度差、CTR值不可控,適宜傳輸數字信號,不推薦用在開關電源中。

下表給出了常用線性光耦的型號和參數,供大家參考。

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