在一般的電源" target="_blank">隔離電源中，光耦隔離反饋是一種簡單、低成本的方式。但對于光耦反饋的各種連接方式及其區(qū)別，目前尚未見到比較深入的研究。而且在很多場合下，由于對光耦的工作原理理解不夠深入，光耦接法混亂，往往導(dǎo)致電路不能正常工作。本研究將詳細分析光耦工作原理，并針對光耦反饋的幾種典型接法加以對比研究。
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(zhǔn)為2.5V的電壓誤差放大器，所以在其1腳與3腳之間，要接補償網(wǎng)絡(luò)。
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。
日常的電源使用當(dāng)中，開關(guān)電源是最為常見的一種現(xiàn)代電子供電產(chǎn)品。開關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點，因為開關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器。本文收集整理了一些資料，期望能對各位讀者有比較大的參閱價值。
一、電源隔離與非隔離
電源的隔離與非隔離，主要是針對開關(guān)電源而言，業(yè)內(nèi)比較通用的看法是：
1、隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài)，沒有電流回路。
2、非隔離電源：輸入和輸出之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。
二、隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點
由上述概念可知，對于常用的電源拓撲而言，非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓撲。
結(jié)合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀上就可得出它們的一些優(yōu)缺點，兩者的優(yōu)缺點幾乎是相反的。
使用隔離或非隔離的電源，需了解實際項目對電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要差別：
1、隔離模塊的可靠性高，但成本高，效率差點。
2、非隔離模塊的結(jié)構(gòu)很簡單，成本低，效率高，安全性能差。
因此，在如下幾個場合，建議用隔離電源：
1、涉及可能觸電的場合，如從電網(wǎng)取電，轉(zhuǎn)成低壓直流的場合，需用隔離的AC-DC電源;
2、串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器局域網(wǎng)(CAN)等物理網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，這些相互連接的系統(tǒng)每個都配備有自己的電源，而且各系統(tǒng)之間往往間隔較遠，因此，我們通常需要隔離電源進行電氣隔離來確保系統(tǒng)的物理安全，且通過隔離切斷接地回路，來保護系統(tǒng)免受瞬態(tài)高電壓沖擊，同時減少信號失真;
3、對外的I/O端口，為保證系統(tǒng)的可靠運行，也建議對I/O端口做電源隔離。
三、隔離與非隔離電源的應(yīng)用場合
通過了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點可知，它們各有優(yōu)勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準(zhǔn)確的判斷：
1、系統(tǒng)前級的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源。
2、電路板內(nèi)的IC或部分電路供電，從性價比和體積出發(fā)，優(yōu)先選用非隔離的方案。
3、對安全有要求的場合，如需接市電的AC-DC，或醫(yī)療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場合還必須用加強隔離的電源。
4、 對于遠程工業(yè)通信的供電，為有效降低地電勢差和導(dǎo)線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個通信節(jié)點單獨供電。
5、 對于采用電池供電，對續(xù)航力要求嚴苛的場合，采用非隔離供電。
四、隔離電源與非隔離電源該如何選擇?
非隔離電源一是效率，二是成本上比較有優(yōu)勢。 這和隔離電源比起來都是優(yōu)勢，隔離電源效率不易做高，處理不好熱量很大，成本也高，尤其是做那種內(nèi)置燈管的LED日光燈，真可謂成本上天。但非隔離電源，因為對雷擊浪涌電壓抑制能力較差，大批量出貨時，就會遇到較多損壞的因素。不過浪涌問題始終都存在，很多隔離電源，如路燈電源，用于室外的，點不久，也是壞的很多，隔離電源很多時候也是被浪涌打的夠嗆，分享一些經(jīng)驗和規(guī)律，供大家參考。
1.大功率LED驅(qū)動，一般要使用隔離電源，切不可為了省一點成本，而使用非隔離，不然得不償失。
2.小功率LED驅(qū)動，是使用隔離還是非隔離，要視具體情況而定。能使用隔離電源當(dāng)然好，但至少要有兩個條件，一是成本上允許，二是發(fā)熱程度上允許，因為隔離電源這兩個問題都是考驗，而非隔離電源很多時候也是可以用。并且很多時候還是很好用的。
3.非隔離電源適合的場合：首先，是室內(nèi)的燈具，這種室內(nèi)用電環(huán)境較好，浪涌影響小。第二，使用的場合是高壓小電流，低壓大電流用非隔離沒有意義，因為低壓大電流非隔離的效率并不比隔離的高，成本也低不到多少去。三，電壓相對較穩(wěn)定的環(huán)境中使用非隔離電源。當(dāng)然，如果有辦法解決掉抑制浪涌的問題，那么非隔離電源的應(yīng)用范圍將大大拓寬!
4.隔離電源因為浪涌的問題，損壞率也不可小覷，一般那種返修回來，擊壞保險，芯片，MOS的第一個應(yīng)該想到是浪涌問題。為了減少損壞率，在設(shè)計時就行要考慮到浪涌的因素進去，或是在使用時要告戒用戶，盡量避免浪涌發(fā)生。
下載文檔
