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光耦的作用，高速光耦的作用( 二 )

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光耦的作用，高速光耦的作用

文章插图
光耦的种类：光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，另一种为线性光耦 。
非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的，这类光耦适合于开关信号的传输，不适合于传输模拟量 。常用的4N系列光耦属于非线性光耦 。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线，并且小信号时性能较好，能以线性特性进行隔离控制 。常用的线性光耦是PC817A—C系列 。
开关电源中常用的光耦是线性光耦 。如果使用非线性光耦，有可能使振荡波形变坏，严重时出现寄生振荡，使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制 。由此产生的后果是对彩电，彩显，VCD，DCD等等，将在图像画面上产生干扰 。同时电源带负载能力下降 。在彩电，显示器等开关电源维修中如果光耦损坏，一定要用线性光耦代换 。常用的4脚线性光耦有PC817A----C 。PC111TLP521等常用的六脚线性光耦有：LP632TLP532PC614PC714PS2031等 。常用的4N254N264N354N36是不适合用于开关电源中的，因为这4种光耦均属于非线性光耦 。
光耦的作用：由于光耦种类繁多，结构独特，优点突出，因而其应用十分广泛，主要应用以下场合：
(1)在逻辑电路上的应用
光电耦合器可以构成各种逻辑电路，由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，因此，由它构成的逻辑电路更可靠 。
(2)作为固体开关应用
在开关电路中，往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离，对于一般的电子开关来说是很难做到的，但用光电耦合器却很容易实现 。
(3)在触发电路上的应用
将光电耦合器用于双稳态输出电路，由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路，可有效地解决输出与负载隔离地问题 。
(4)在脉冲放大电路中的应用
光电耦合器应用于数字电路，可以将脉冲信号进行放大 。
(5)在线性电路上的应用
线性光电耦合器应用于线性电路中，具有较高地线性度以及优良地电隔离性能 。
(6)特殊场合的应用
光电耦合器还可应用于高压控制，取代变压器，代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合 。
线性光耦合器的选取原则：在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数，选取原则如下：
①光耦合器的电流传输比(CTR)的允许范围是50%～200% 。这是因为当CTR＜50%时，光耦中的LED就需要较大的工作电流(IF＞5.0mA)，才能正常控制单片开关电源IC的占空比，这会增大光耦的功耗 。若CTR＞200%，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出 。
②推荐采用线性光耦合器，其特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整 。
③由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国摩托罗拉公司生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器，目前在国内应用地十分普遍 。鉴于此类光耦合器呈现开关特性，其线性度差，适宜传输数字信号(高、低电平)，因此不推荐用在开关电源中 。
3线性光耦合器应用举例
多路输出式电源变换器电路如图3所示 。其输入电压为36V到90V的准方波电压，三路输出分为：UO1＝＋5V(2A)，UO2＝＋15V(0.17A)，UO3＝－15V(0.17A) 。现将UO1定为主输出，其电压调整率SV＝±0.4%；UO2和UO3为辅输出，总电源效率可达75%～80% 。电路中采用一片TOP104Y型三端单片开关电源集成电路 。主输出绕组电压经过VD2、C2、L1和C3整流滤波后，得到＋5V电压 。VD2采用MBR735型35V／7.5A肖特基二极管 。两个辅输出绕组及输出电路完全呈对称结构 。因为±15V输出电流较小，故整流管VD4和VD5均采用UF4002型100V／1A的超快恢复二极管 。由线性光耦CNY17-2和可调式精密并联稳压器TL431C构成光耦反馈式精密开关电源，可以对＋5V电压进行精密调整 。反馈绕组电压通过VD3、C4整流滤波后，得到12V反馈电压 。由P6KE120型瞬态电压抑制器和UF4002型超快恢复二极管构成的漏极钳位保护电路，能吸收由高频变压器漏感形成的尖峰电压，保护芯片内部的功率场效应管MOSFET不受损坏 。

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