
在弄清楚光耦反饋的幾種典型接法之前,我們還是先了解下何為光耦,它又是何如完成日常工作的?
光耦是以光為媒介來傳輸電信號的器件,通常把發光器(紅外線發光二極管LED)與受光器(光敏半導體管)封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線,受光器接受光線之后就產生光電流,從輸出端流出,從而實現了“電—光—電”轉換。
光耦合器的主要優點是單向傳輸信號,輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離,抗干擾能力強,使用壽命長,傳輸效率高。它廣泛用于電平轉換、信號隔離、級間隔離、開關電路、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。
常見的幾種連接方式
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的原邊相當于一個發光二極管,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,該系數隨溫度變化而變化,且受溫度影響較大。通常選擇TL431結合TLP521進行反饋。這時,TL431的工作原理相當于一個內部基準為2.5 V的電壓誤差放大器,所以在其1腳與3腳之間,要接補償網絡。
常用的四種反饋接法
常見的光耦反饋第1種接法,如圖1所示。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:當輸出電壓升高時,TL431的1腳(相當于電壓誤差放大器的反向輸入端)電壓上升,3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,當輸出電壓降低時,調節過程類似。
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。圖2所示接法的工作原理是:當輸出電壓升高時,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,當輸出電壓下降時,調節過程類似。
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。
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。
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