常用光耦在开关电源中的应用

开关电源是开关稳压电源的简称，一般指输入为交流电压、输出为直流电压的AC-DC变换器。开关电源内部的功率开关管工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达75%~90%，比普通线性稳压电源(线性电源)提高一倍。

开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源类型，它以高效转换和稳定输出为特点。而光耦作为光电转换器件，在开关电源中发挥着至关重要的作用。本文先进光半导体将介绍光耦在开关电源中的基本原理和具体应用，以及其对电源的安全性和稳定性的重要贡献。

光耦是由光电二极管和输入输出电路组成的器件。在开关电源中，光耦的基本原理是通过光电二极管将输入电路的电信号转换为光信号，然后再通过光信号控制输出电路的工作状态。这种光电转换的方式可以实现电路隔离、电压变换和电流放大等功能，从而提高电源的稳定性和安全性。

1、光耦在开关电源中的应用

电气隔离：光耦在开关电源中起到了电气隔离的关键作用。通过将输入电路和输出电路通过光信号进行隔离，可以有效避免高压电路对低压电路的干扰和损坏。这种隔离可以提高电源的可靠性和安全性，保护用户和设备的安全。

控制开关：光耦在开关电源中还可以作为控制开关的重要部件。通过光信号的输入，可以控制开关电源的开关状态，实现对电源输出的精确控制。这种控制方式可以提高电源的响应速度和稳定性，适应不同负载条件下的工作需求。

反馈控制：开关电源通常需要通过反馈机制来实现输出电压的稳定调节。光耦可以用于实现反馈信号的隔离和传输，保证反馈信号的准确性和稳定性。这种反馈控制可以使开关电源在不同输入电压和负载条件下保持稳定的输出电压，满足各种应用需求。

2、光耦对开关电源的重要贡献

提高安全性：通过电气隔离的方式，光耦保护了低压电路免受高压电路的干扰和损坏，降低了电源故障和火灾的风险，提高了电源的安全性。

增强稳定性：光耦在控制开关和反馈控制中的应用，可以使开关电源在不同负载条件下保持稳定的输出电压。这种稳定性可以提高电源的工作效率和可靠性，减少电源噪声和波动对设备的影响。

实现高效转换：光耦的光电转换效率高，可以实现高效的电能转换和传输。这可以提高开关电源的能量利用率，减少能源消耗和浪费，符合节能环保的要求。

光耦以光为媒介传输电信号，输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接纳而发生光电流，再通过进一步放大后输出。这就完成了电-光-电的转化，然后起到输入、输出、阻隔的效果。

在开关电源电路中光耦的主要作用就是实现光电转换、实现隔离，避免输入、输出之间发生互相干扰的情况。

在不同的开关电源设计过程中，光耦的作用也是有所不同;在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式;在很多场合下，对光耦的工作原理理解不够深入，光耦接法混乱，会导致电路不能正常工作。

光耦在开关电源中电路设计时，必须遵循下列原则：

一、根据产品输入、输出间的隔离耐压，选择符合国内、国际相关隔离击穿电压标准的光耦;

二、优先选择线性光耦，因为CTR值在一定的范围内，具有较好的线性调整。

二、电流传输比(CTR)的理想范围是50%～200%。这是因为当CTR过小时，光耦中的LED需要较大的工作电流，这会增大光耦的功耗;当CTR过大时，在电路启动或者负载突变时，有可能影响正常输出;

开关电源电路中光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的，当输出电压低于稳压管电压是给信号光耦接通，加大占空比，使得输出电压升高;反之则关断光耦减小占空比，使得输出电压降低。

高频变压器次级负载超载或开关电路有故障，就没有光耦电源提供，光耦就控制着开关电路不能起振，从而保护开关管不至被击穿烧毁。

这里推荐几款由工采网代理的美阔光耦不同系列产品;产品型号有：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系列光耦合器非常适合驱动电源逆变器和用于电机控制的逆变器和MOSFET;它包含一个LED光学耦合到一个具有功率输出级的集成电路;光耦合器在-40°C~+110°C的温度范围内保证其工作参数。

MPH-314工作范围：10至30伏(VCC)1.0A的较大峰值输出电流;带有滞后现象的低电压锁定保护;110ns较大传播延迟。

MPH-341范围操作：15至30伏(Vcc)3.0A峰值输出电流能够直接驱动较高额定值高达1200 V/200 A的大多数IGBT。对于具有较高额定值的IGBT，MPH-341系列可用于驱动驱动IGBT门的离散功率级。光耦，全称光电耦合器，是一种利用光信号进行电信号转换的器件。在开关电源中，光耦扮演着非常重要的角色，它的应用不仅提高了电源的稳定性和可靠性，还增强了电源的安全性。

开关电源是现代电子设备中不可或缺的一部分，它将输入的交流电转换为稳定的直流电，为各种电子设备提供所需的电能。在开关电源中，光耦主要用于实现电源的隔离和反馈控制。

首先，光耦能够实现电源的隔离。在开关电源中，输入端和输出端之间需要有一定的隔离，以避免电气冲击和故障对设备的影响。光耦通过光信号传递信息，将输入端和输出端完全隔离，从而保证了电源的安全性和稳定性。

其次，光耦在开关电源中还扮演着反馈控制的角色。开关电源需要通过反馈控制来稳定输出电压，而光耦正是实现这一功能的关键元件。光耦可以将输出电压的变化转化为光信号，再将光信号传递回控制端，从而实现对输出电压的精确控制。这种反馈控制方式能够有效地减小输出电压的波动，提高电源的稳定性和可靠性。

除了以上两个方面的作用，光耦在开关电源中还具有其他一些优点。例如，光耦具有较快的响应速度，能够快速响应输出电压的变化，从而实现对输出电压的快速调整。此外，光耦还具有较小的体积和重量，方便安装和使用。