光耦在開關(guān)電源中電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循哪些原則？

光耦作為一種光電轉(zhuǎn)換器件，廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中。它可以隔離控制信號(hào)與被控信號(hào)，起到保護(hù)電路的作用，同時(shí)還具有隔離電氣噪聲、防止電氣干擾等作用。本文將詳細(xì)討論光耦在開關(guān)電源中的作用。

光耦在開關(guān)電源中的一個(gè)主要作用是隔離控制信號(hào)與被控信號(hào)，確保它們之間的電氣隔離。在開關(guān)電源中，控制電路與主電路之間往往存在較大的電壓差，如果直接連接，可能會(huì)導(dǎo)致電氣干擾、電流過大等問題。而光耦可以通過光電耦合原理將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，再通過光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離。從而避免了直接電氣連接引起的問題，提升了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

光耦在開關(guān)電源中的另一個(gè)重要作用是保護(hù)電路，防止電流過大或過載等情況發(fā)生。在開關(guān)電源的輸入端，往往需要使用繼電器或晶體管等器件來控制輸入電流的開關(guān)狀態(tài)。然而，這些器件往往容易受到過流或過載的影響，可能導(dǎo)致它們的損壞或燒毀。而通過在這些器件上添加光耦，可以將高電壓與高電流的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)傳輸給光耦，再通過光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的保護(hù)。當(dāng)控制信號(hào)的電流超過一定閾值時(shí)，光耦將會(huì)發(fā)出警告信號(hào)，提醒操作人員及時(shí)采取措施，以避免損壞電路。

開關(guān)電源在工作過程中會(huì)產(chǎn)生各種電氣噪聲，如開關(guān)干擾、電磁干擾等。這些噪聲會(huì)對(duì)控制信號(hào)和被控信號(hào)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至出錯(cuò)。光耦作為一種隔離器件，可以有效地隔離這些電氣噪聲，確?？刂菩盘?hào)的準(zhǔn)確傳輸。光耦中的發(fā)光二極管發(fā)出的光信號(hào)能夠在隔離層中傳播，而不受電氣噪聲的干擾。因此，光耦在開關(guān)電源中的應(yīng)用可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保證信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。

在開關(guān)電源中，通常會(huì)存在高功率部分和低功率部分。高功率部分可能會(huì)對(duì)低功率部分產(chǎn)生干擾，甚至對(duì)其造成損壞。通過使用光耦來隔離高低功率部分，可以有效地避免這種干擾。光耦可以將高功率部分的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，再通過光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)高低功率部分之間的隔離。這樣一來，高功率部分就無法直接影響低功率部分，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

開關(guān)電源是開關(guān)穩(wěn)壓電源的簡稱，一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC-DC變換器。開關(guān)電源內(nèi)部的功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達(dá)75%~90%，比普通線性穩(wěn)壓電源(線性電源)提高一倍。

光耦以光為媒介傳輸電信號(hào)，輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接納而發(fā)生光電流，再通過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉(zhuǎn)化，然后起到輸入、輸出、阻隔的效果。

在開關(guān)電源電路中光耦的主要作用就是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)隔離，避免輸入、輸出之間發(fā)生互相干擾的情況。

在不同的開關(guān)電源設(shè)計(jì)過程中，光耦的作用也是有所不同;在一般的隔離電源中，光耦隔離反饋是一種簡單、低成本的方式;在很多場合下，對(duì)光耦的工作原理理解不夠深入，光耦接法混亂，會(huì)導(dǎo)致電路不能正常工作。

光耦在開關(guān)電源中電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循下列原則：

一、根據(jù)產(chǎn)品輸入、輸出間的隔離耐壓，選擇符合國內(nèi)、國際相關(guān)隔離擊穿電壓標(biāo)準(zhǔn)的光耦;

二、優(yōu)先選擇線性光耦，因?yàn)镃TR值在一定的范圍內(nèi)，具有較好的線性調(diào)整。

二、電流傳輸比(CTR)的理想范圍是50%～200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR過小時(shí)，光耦中的LED需要較大的工作電流，這會(huì)增大光耦的功耗;當(dāng)CTR過大時(shí)，在電路啟動(dòng)或者負(fù)載突變時(shí)，有可能影響正常輸出;

開關(guān)電源電路中光耦的電源是從高頻變壓器次級(jí)電壓提供的，當(dāng)輸出電壓低于穩(wěn)壓管電壓是給信號(hào)光耦接通，加大占空比，使得輸出電壓升高;反之則關(guān)斷光耦減小占空比，使得輸出電壓降低。

高頻變壓器次級(jí)負(fù)載超載或開關(guān)電路有故障，就沒有光耦電源提供，光耦就控制著開關(guān)電路不能起振，從而保護(hù)開關(guān)管不至被擊穿燒毀。

這里推薦幾款由工采網(wǎng)代理的美闊光耦不同系列產(chǎn)品;產(chǎn)品型號(hào)有：MPC30XX-4L系列、MPC101X系列、MPC354、MPC356、MPH-314、MPH-341、MPC816、MPC817以及MPCM501、6N137等等。

其中MPH-341和MPH-314系列光耦合器非常適合驅(qū)動(dòng)電源逆變器和用于電機(jī)控制的逆變器和MOSFET;它包含一個(gè)LED光學(xué)耦合到一個(gè)具有功率輸出級(jí)的集成電路;光耦合器在-40°C~+110°C的溫度范圍內(nèi)保證其工作參數(shù)。

MPH-314工作范圍：10至30伏(VCC)1.0A的較大峰值輸出電流;帶有滯后現(xiàn)象的低電壓鎖定保護(hù);110ns較大傳播延遲。

MPH-341范圍操作：15至30伏(Vcc)3.0A峰值輸出電流能夠直接驅(qū)動(dòng)較高額定值高達(dá)1200 V/200 A的大多數(shù)IGBT。對(duì)于具有較高額定值的IGBT，MPH-341系列可用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)IGBT門的離散功率級(jí)。開關(guān)電源是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的一部分，它將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為各種電子設(shè)備提供所需的電能。在開關(guān)電源中，光耦主要用于實(shí)現(xiàn)電源的隔離和反饋控制。

首先，光耦能夠?qū)崿F(xiàn)電源的隔離。在開關(guān)電源中，輸入端和輸出端之間需要有一定的隔離，以避免電氣沖擊和故障對(duì)設(shè)備的影響。光耦通過光信號(hào)傳遞信息，將輸入端和輸出端完全隔離，從而保證了電源的安全性和穩(wěn)定性。

其次，光耦在開關(guān)電源中還扮演著反饋控制的角色。開關(guān)電源需要通過反饋控制來穩(wěn)定輸出電壓，而光耦正是實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵元件。光耦可以將輸出電壓的變化轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，再將光信號(hào)傳遞回控制端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的精確控制。這種反饋控制方式能夠有效地減小輸出電壓的波動(dòng)，提高電源的穩(wěn)定性和可靠性。

除了以上兩個(gè)方面的作用，光耦在開關(guān)電源中還具有其他一些優(yōu)點(diǎn)。例如，光耦具有較快的響應(yīng)速度，能夠快速響應(yīng)輸出電壓的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的快速調(diào)整。此外，光耦還具有較小的體積和重量，方便安裝和使用。