开关电源的关键元件·OC光耦合器

 

光耦合器，也称作光隔离器、光电耦合器，简称‘光耦’。

英文全称：Optical Coupler

英文缩写：OC

光耦，是以光为介质来传输电信号的器件。通常是把发光器(发光管)和受光器(光敏管)封装在同一个壳内。当输入端施加电信号，使发光器发出光线，受光器接收光线后产生光电流并放大输出，从而实现了“电->光->电"的转换。

光耦的主要优点是，单向信号传输，输入输出完全电气隔离，抗干扰力强，寿命长，传输效率高。广泛用于级间耦合、开关电路、脉冲放大、固态继电器(SSR)、电平转换、信号隔离、远距离信号传输、仪器仪表、通信设备及微机接口电路中。在开关电源中，利用光耦可构成隔离反馈电路。

光耦的产品分类

光耦有管式、双列直插式、光导纤维式等多种封装，种类繁多。

光耦合器的分类及内部电路，如下图所示：图中括号内是典型产品型号

 

 

下表列出了3种典型产品的主要参数：

 

 

光耦分非线性光耦、线性光耦，后者的电流传输比(CTR)在一定范围内呈线性调整并且在传输小信号时很接近于直流电流传输，因此适合传输模拟信号，使光耦合器的输出与输入之间呈线性关系，这种光耦合器适合开关电源的隔离反馈，典型产品有PC817、PC817A、CNYl 7-2、NEC2501等。

光耦的检测

使用万用表检测光耦的方法如下：

1、用R×100(或R×1 k)挡测量发射管的正、反向电阻，应呈现单向导电性。利用读取负载电压法还能测出LED的正向压降UF，也可用数字万用表的二极管挡直接测量UF值。

2、对于无基极引脚的光耦，需测量C-E极间电阻为无穷大，即穿透电流为零。对于有基极引脚的光耦还应分别测量接收管的集电结与发射结正、反向电阻，均应为单向导电。

3、用R×10k挡检查发射管与接收管的绝缘电阻应为无穷大。若有条件可用兆欧表测量绝缘电阻值，但兆欧表的额定电压不得超过光耦的绝缘电压否则将有可能造成损坏，测量时间不要超过一分钟。

开关电源中光耦的选取原则

设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择光耦的型号及参数。选取原则如下：

1、光耦的电流传输比(CTR)的允许范围是50%～200%。因为当CTR<50%时，光耦合器中的LED就需要较大的工作电流，才能正常传递误差信号，这会增大光耦的功耗。当CTR>200%，传输的信号相当于被放大了，在启动电路或者当负载发生突变时，有可能会引起控制端的信号突变，引起超调或者关断，影响电源的正常工作。

2、推荐采用线性光耦合器，它的特点是CTR值能够在一定范围内做线性调整。

3、例如4N25、4N26、4N35等型号的光耦，呈现开关特性，线性度差、CTR值不可控，适宜传输数字信号，不推荐用在开关电源中。

下表给出了常用线性光耦的型号和参数，供大家参考。

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