常用光耦在開關(guān)電源中的應(yīng)用

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75%~90%，比普通線性穩(wěn)壓電源(線性電源)提高一倍。

開關(guān)電源是現(xiàn)代電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種電源類型，它以高效轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出為特點。而光耦作為光電轉(zhuǎn)換器件，在開關(guān)電源中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文先進光半導(dǎo)體將介紹光耦在開關(guān)電源中的基本原理和具體應(yīng)用，以及其對電源的安全性和穩(wěn)定性的重要貢獻。

光耦是由光電二極管和輸入輸出電路組成的器件。在開關(guān)電源中，光耦的基本原理是通過光電二極管將輸入電路的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，然后再通過光信號控制輸出電路的工作狀態(tài)。這種光電轉(zhuǎn)換的方式可以實現(xiàn)電路隔離、電壓變換和電流放大等功能，從而提高電源的穩(wěn)定性和安全性。

1、光耦在開關(guān)電源中的應(yīng)用

電氣隔離：光耦在開關(guān)電源中起到了電氣隔離的關(guān)鍵作用。通過將輸入電路和輸出電路通過光信號進行隔離，可以有效避免高壓電路對低壓電路的干擾和損壞。這種隔離可以提高電源的可靠性和安全性，保護用戶和設(shè)備的安全。

控制開關(guān)：光耦在開關(guān)電源中還可以作為控制開關(guān)的重要部件。通過光信號的輸入，可以控制開關(guān)電源的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對電源輸出的精確控制。這種控制方式可以提高電源的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，適應(yīng)不同負(fù)載條件下的工作需求。

反饋控制：開關(guān)電源通常需要通過反饋機制來實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。光耦可以用于實現(xiàn)反饋信號的隔離和傳輸，保證反饋信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。這種反饋控制可以使開關(guān)電源在不同輸入電壓和負(fù)載條件下保持穩(wěn)定的輸出電壓，滿足各種應(yīng)用需求。

2、光耦對開關(guān)電源的重要貢獻

提高安全性：通過電氣隔離的方式，光耦保護了低壓電路免受高壓電路的干擾和損壞，降低了電源故障和火災(zāi)的風(fēng)險，提高了電源的安全性。

增強穩(wěn)定性：光耦在控制開關(guān)和反饋控制中的應(yīng)用，可以使開關(guān)電源在不同負(fù)載條件下保持穩(wěn)定的輸出電壓。這種穩(wěn)定性可以提高電源的工作效率和可靠性，減少電源噪聲和波動對設(shè)備的影響。

實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)換：光耦的光電轉(zhuǎn)換效率高，可以實現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換和傳輸。這可以提高開關(guān)電源的能量利用率，減少能源消耗和浪費，符合節(jié)能環(huán)保的要求。

光耦以光為媒介傳輸電信號，輸入的電信號驅(qū)動發(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現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、實現(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，對光耦的工作原理理解不夠深入，光耦接法混亂，會導(dǎo)致電路不能正常工作。

光耦在開關(guān)電源中電路設(shè)計時，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，因為CTR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%。這是因為當(dāng)CTR過小時，光耦中的LED需要較大的工作電流，這會增大光耦的功耗;當(dāng)CTR過大時，在電路啟動或者負(fù)載突變時，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電壓提供的，當(dāng)輸出電壓低于穩(wěn)壓管電壓是給信號光耦接通，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)動電源逆變器和用于電機控制的逆變器和MOSFET;它包含一個LED光學(xué)耦合到一個具有功率輸出級的集成電路;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;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)動較高額定值高達1200 V/200 A的大多數(shù)IGBT。對于具有較高額定值的IGBT，MPH-341系列可用于驅(qū)動驅(qū)動IGBT門的離散功率級。光耦，全稱光電耦合器，是一種利用光信號進行電信號轉(zhuǎn)換的器件。在開關(guān)電源中，光耦扮演著非常重要的角色，它的應(yīng)用不僅提高了電源的穩(wěn)定性和可靠性，還增強了電源的安全性。

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設(shè)備的影響。光耦通過光信號傳遞信息，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，再將光信號傳遞回控制端，從而實現(xiàn)對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，提高電源的穩(wěn)定性和可靠性。

除了以上兩個方面的作用，光耦在開關(guān)電源中還具有其他一些優(yōu)點。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，從而實現(xiàn)對輸出電壓的快速調(diào)整。此外，光耦還具有較小的體積和重量，方便安裝和使用。