由于光耦種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)獨(dú)特,優(yōu)點(diǎn)突出,因而其應(yīng)用十分廣泛,主要應(yīng)用以下場(chǎng)合:
(1)在邏輯電路上的應(yīng)用
光電耦合器可以構(gòu)成各種邏輯電路,由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好,因此,由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。
(2)作為固體開(kāi)關(guān)應(yīng)用
在開(kāi)關(guān)電路中,往往要求控制電路和開(kāi)關(guān)之間要有很好的電隔離,對(duì)于一般的電子開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是很難做到的,但用光電耦合器卻很容易實(shí)現(xiàn)。
(3)在觸發(fā)電路上的應(yīng)用
將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路,由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路,可有效地解決輸出與負(fù)載隔離地問(wèn)題。
(4)在脈沖放大電路中的應(yīng)用
光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路,可以將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。
(5)在線(xiàn)性電路上的應(yīng)用
線(xiàn)性光電耦合器應(yīng)用于線(xiàn)性電路中,具有較高地線(xiàn)性度以及優(yōu)良地電隔離性能。
(6)特殊場(chǎng)合的應(yīng)用
光電耦合器還可應(yīng)用于高壓控制,取代變壓器,代替觸點(diǎn)繼電器以及用于A/D電路等多種場(chǎng)合。
線(xiàn)性光耦合器的選取原則:
在設(shè)計(jì)光耦反饋式開(kāi)關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線(xiàn)性光耦合器的型號(hào)及參數(shù),選取原則如下:
①光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%~200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR<50%時(shí),光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF>5.0mA),才能正??刂茊纹_(kāi)關(guān)電源IC的占空比,這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR>200%,在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí),有可能將單片開(kāi)關(guān)電源誤觸發(fā),影響正常輸出。
②推薦采用線(xiàn)性光耦合器,其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線(xiàn)性調(diào)整。
③由英國(guó)埃索柯姆(Isocom)公司、美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類(lèi)光耦合器呈現(xiàn)開(kāi)關(guān)特性,其線(xiàn)性度差,適宜傳輸數(shù)字信號(hào)(高、低電平),因此不推薦用在開(kāi)關(guān)電源中。
3線(xiàn)性光耦合器應(yīng)用舉例
多路輸出式電源變換器電路如圖3所示。其輸入電壓為36V到90V的準(zhǔn)方波電壓,三路輸出分為:UO1=+5V(2A),UO2=+15V(0.17A),UO3=-15V(0.17A)?,F(xiàn)將UO1定為主輸出,其電壓調(diào)整率SV=±0.4%;UO2和UO3為輔輸出,總電源效率可達(dá)75%~80%。電路中采用一片TOP104Y型三端單片開(kāi)關(guān)電源集成電路。主輸出繞組電壓經(jīng)過(guò)VD2、C2、L1和C3整流濾波后,得到+5V電壓。VD2采用MBR735型35V/7.5A肖特基二極管。兩個(gè)輔輸出繞組及輸出電路完全呈對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。因?yàn)椤?5V輸出電流較小,故整流管VD4和VD5均采用UF4002型100V/1A的超快恢復(fù)二極管。由線(xiàn)性光耦CNY17-2和可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C構(gòu)成光耦反饋式精密開(kāi)關(guān)電源,可以對(duì)+5V電壓進(jìn)行精密調(diào)整。反饋繞組電壓通過(guò)VD3、C4整流濾波后,得到12V反饋電壓。由P6KE120型瞬態(tài)電壓抑制器和UF4002型超快恢復(fù)二極管構(gòu)成的漏極鉗位保護(hù)電路,能吸收由高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓,保護(hù)芯片內(nèi)部的功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET不受損壞。
外部誤差放大器由TL431C組成。當(dāng)+5V輸出電壓升高時(shí),經(jīng)R3、R4分壓后得到的取樣電壓,就與TL431C中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,使其陰極電位降低,LED的工作電流IF增大,再通過(guò)線(xiàn)性光耦I(lǐng)C2(CNY17-2)使控制端電流IC增大,TOP104Y的輸出占空比減小,使UO1維持不變,達(dá)到穩(wěn)壓目的。+5V穩(wěn)壓值UO1則由TL431C、光耦中的LED正向壓降來(lái)設(shè)定。R1是LED的限流電阻。誤差放大器的頻率響應(yīng)由C5、R2和C6來(lái)決定。C5的作用有三個(gè):濾除控制端上的尖峰電壓;決定自動(dòng)重啟動(dòng)頻率;與R2一起對(duì)控制回路進(jìn)行補(bǔ)償。