光电耦合器在数字开关电源中的应用

SD4841P构成的数字机开关电源电路原理分析作者：郑秀峰来源：《卫星电视与宽带多媒体》2010年第24期SD4841P由杭州士兰微电子股份有限公司开发，用于开关电源的电流模式PWM控制器系列产品。

由SD4841P构成的开关电源具有很多优点，如：启动电流低；在待机模式下，电路进入打嗝模式，有效降低电路的待机功耗；电路的开关频率为67KHz，抖动的振荡频率，可以获得较低的EMI；内置15ms软启动电路，可以减小在上电过程中变压器的应力，防止变压器饱和等，因而SD4841P被广泛应用于便携式媒体播放器、网络终端产品、DVB及ABS数字机的内置开关电源系统。

图1为SD4841P内部电路框图，其引脚功能为：①脚（SGND）控制电路接地端，②脚（PGND）内置功率开关管（MOSFET）接地端，③脚（Vcc）供电端，④脚（FB）反馈端，⑤脚（NC）空脚，⑥、⑦、⑧脚（Drain）接内部功率开关管（MOSFET）的漏极。

下面以大旗DQ980中九专用接收机开关电源为例，对其原理进行分析。

图2为大旗DQ980中九专用接收机开关电源电路原理图。

输入与整流电路220V交流市电经电源开关和保险管进入抗干扰抑制电路，由于SD4841P内置振荡器有频率抖动功能，产生的电磁干扰较低，抗干扰抑制电路也较简单，只有一个电感LF1构成。

经处理的220V交流电压经D1-D4桥式整流、C1滤波，在C1两端得到约300V的直流电压，作为SD4841P供电及启动电压。

启动与稳压电路300V直流电压一路经开关变压器初级①-②绕组加至IC1（SD4841P）⑥、⑦、⑧脚内部功率开关管（MOSFET）的漏极（D），另一路经启动电阻R2加到SD4841P③脚（Vcc），对③脚外接电容C3充电，当Vcc端充到12V时，电路开始工作。

电路启动工作后，改由开关变压器辅助绕组③-④产生的感应脉冲电压经D6整流、R3限流及C3滤波后产生的直流电压为SD4841P③脚（Vcc）供电。

光电耦合器及其应用［作者：佚名转贴自：未知点击数：933 更新时间：2006-3-31【字体：A 】光电耦合器，是近几年发展起来的一种半导体光电器件，由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中，它可以代替继电器、变压器、斩波器等，而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。

为使读者了解与应用光电耦合器，今介绍几种光电耦合器件及应用电路，供大家参考与开拓。

1．器件选择（1）三极管输出型光电耦合器三极管输出型光电耦合器电路如图46—1中（a）所示，它是由两部分组成的。

其中，1、2端为输入端，通常由发光器件构成；4、5、6端接一只光敏三极管构成输出端，当接收到发射端发出的红外光后，在三极管集电极中便有电流输出。

图46-1三极管输出型光电耦合器的特点，是具有很高的输入输出绝缘性能，频率响应可达300kHz，开关时间数微秒。

（2）可控硅输出型光耦合器可控硅输出型光耦合器的电路如图46?中（b）所示。

该器件为六脚双列式封装。

当1、2端加入输入信号后，发射管发出的红外光被接在4、5、6脚的光敏可控硅接收，使其导通。

它可应用在低电压电子电路控制高压交流回路的开启。

（3）光耦合的可控硅开关驱动器图46—2中（a）为光敏双向开关器件；图46?中（b）为过零控制电路及光敏双向开关器件组合体。

它们的工作原理是：利用输入端红外光控制输出端的光敏双向开关导通，进而触发外接双向可控硅导通，达到控制负载接入交流220V回路的目的。

图中（a）为非过零控制，图中（b）为过零控制。

本驱动器有非常好的输入与输出绝缘性，可构成固态继电器的控制电路，其输出的控制功率由可控允许功率决定。

图46-2（4）达林顿管输出的光检测器达林顿管输出的光检测器如图46?中（a）所示。

它是由两只管子组成复合管，具有很高的电流放大能力，形成下一级或负载的驱动电流，有较强的光检测灵敏度。

光电耦合器件简介光电偶合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极体）和光敏器件（如光敏三极管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电—光和光—电的转换器件。

光电耦合器分为很多种类，图1所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。

当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。

对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“ 0”。

若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。

这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。

图一最常用的光电耦合器之部结构图三极管接收型 4脚封装图二光电耦合器之部结构图三极管接收型 6脚封装图三光电耦合器之部结构图双发光二极管输入三极管接收型 4脚封装图四光电耦合器之部结构图可控硅接收型 6脚封装图五光电耦合器之部结构图双二极管接收型 6脚封装光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因：（1）光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为105～106Ω。

据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发光，从而被抑制掉了。

（2）光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地；之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。

（3）光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。

因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。

（4）光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有10μs左右，适于对回应速度要求很高的场合。

开关电源中光耦的作用是什么在开关电源电路中，光耦是一种重要的元件，其作用十分关键。

光耦主要由发光二极管（LED）和光敏三极管（光电晶体管）组成，其基本原理是利用LED发出的光照射到光敏三极管上，从而产生光电效应，实现输入和输出信号的隔离和传递。

那么，光耦在开关电源中具体扮演着怎样的角色呢？首先，光耦在开关电源中扮演着信号隔离的重要作用。

在电路中，有时候需要对输入信号和输出信号之间进行隔离，以防止干扰或电气隔离。

光耦的引入能够有效地实现输入和输出信号的隔离，从而提高电路的稳定性和可靠性。

在开关电源中，输入端往往与交流电网相连，而开关管等元件则处于高压高频环境下，这时光耦的隔离作用就显得尤为重要。

通过光电效应的原理，输入端和输出端之间能够实现电气隔离，避免高压高频环境对低压低频端的干扰，确保整个电路的正常工作。

其次，光耦在开关电源中还承担着信号传递的功能。

在一些需要控制的情况下，输入信号需要被准确地传递到输出端，以准确地控制开关电源的开关状态。

通过光耦，可以实现输入信号与输出信号的准确传递，从而使得开关电源能够按照设计要求正常工作。

光耦在这一过程中起到了信号放大、隔离和保护的作用，有效地保证了开关电源电路的稳定性和可靠性。

另外，光耦还在开关电源中扮演着功率控制的角色。

在一些功率控制较为敏感的情况下，光耦可以通过对LED的驱动电流进行调节，实现对输出端功率的控制，从而达到对开关电源整体功率的控制。

因为LED的电流与输出端的功率具有一定的相关性，通过合理地控制LED的驱动电流，可以实现对输出端功率的调节，保证开关电源在不同功率要求下的稳定工作。

综上所述，光耦在开关电源中扮演着信号隔离、信号传递和功率控制等重要角色。

其作用不仅体现在保护电路、提高稳定性，还能有效地实现对开关电源功率的控制。

因此，在设计和应用开关电源电路时，合理地选用和配置光耦元件能够提高电路的稳定性、可靠性和灵活性，确保开关电源正常、安全、高效地工作。

光电耦合器在开关电源技术中的应用摘要：本文介绍了光电耦合器在开关电源技术中的应用。

首先对开关电源技术和光电耦合器原理进行了简要介绍，然后详细阐述了光电耦合器在开关电源技术中的应用，包括隔离、调节、保护等方面。

最后，讨论了当前光电耦合器在开关电源技术中存在的问题，并提出了相应的解决措施。

关键词：光电耦合器；开关电源；隔离；调节前言：开关电源技术已经成为现代电子设备中广泛应用的一种技术。

作为一种高效、可靠、稳定的电源供应方式，它在通信、计算机、控制、医疗等领域有着广泛的应用。

然而，在开关电源技术中，由于高频噪声、漏电流等因素的干扰，容易导致电压波动、电流浪涌等问题。

为解决这些问题，需要使用隔离、调节、保护等技术手段。

光电耦合器作为一种具有隔离、调节和保护功能的器件，在开关电源技术中得到了广泛的应用。

1 光电耦合器原理光电耦合器是一种将输入信号转换为光信号，再将光信号转换为输出电信号的器件。

它由发送器和接收器两个部分组成。

在发送器中，输入信号首先被转化为电信号，然后通过一个发光二极管（LED）或激光二极管（LD）产生相应的光信号。

这个光信号经过一段光纤传输（或直接穿过空气或真空），到达接收器端。

在接收器中，光信号经过一个光敏元件（如光电二极管、光电晶体管等）转化为电信号，这个电信号就是光电耦合器的输出信号。

光电耦合器在发送器和接收器之间采用了光纤传输，因此具有很强的隔离性能，可以有效地避免输入和输出信号之间的相互影响。

另外，由于光传输速度非常快，光电耦合器也具有很高的传输速率。

2 光电耦合器在开关电源技术中的应用2.1 隔离在开关电源技术中，由于高频噪声和漏电流等因素的干扰，容易导致电压波动、电流浪涌等问题。

为了解决这些问题，需要使用隔离技术来隔离输入和输出信号。

光电耦合器具有很强的隔离性能，可以有效地解决这些问题。

通过将输入信号转换为光信号，再将光信号通过光纤传输到接收器端，可以实现输入和输出信号的完全隔离。

光耦在开关电源中的应用光耦是一种常见的电子元件，它在开关电源中有着广泛的应用。

本文将从光耦的工作原理、开关电源的基本结构、光耦在开关电源中的作用以及光耦的选型等方面进行详细介绍。

我们来了解一下光耦的工作原理。

光耦是由发光二极管和光敏三极管（也称为光电二极管）构成的。

当给发光二极管正向电压时，它会发出可见光。

而当这个光照射到光敏三极管时，会产生电流。

这样，通过光耦就可以实现一个光电转换的过程。

接下来，我们来了解一下开关电源的基本结构。

开关电源是一种能将交流电变换成直流电的电源装置。

它由输入端、变压器、整流滤波电路、开关管和输出端等部分组成。

输入端接收交流电信号，经过变压器降压后，通过整流滤波电路将交流电转换为直流电。

然后，通过开关管的开关控制，将直流电调整为所需的输出电压。

在开关电源中，光耦扮演着重要的角色。

它主要用于隔离输入端和输出端，以保证安全性和稳定性。

具体来说，光耦一般被用作开关电源的控制器，用于控制开关管的导通和断开。

当输入端的交流电信号通过变压器降压后，经过整流滤波电路转换为直流电后，光耦会将这个电信号转换为光信号，然后通过光敏三极管将光信号再转换为电信号。

这个电信号会用于控制开关管的开关状态，从而实现对输出端电压的调整。

在开关电源中选择合适的光耦也是非常重要的。

首先，要根据开关电源的输入电压和输出电压范围来选择合适的光耦。

其次，要考虑光耦的耐压能力和工作温度范围是否符合要求。

此外，还需要考虑光耦的响应速度和隔离性能等因素。

最后，要对光耦进行可靠性和寿命测试，确保其在开关电源中的稳定性和可靠性。

光耦在开关电源中发挥着重要的作用。

它通过光电转换的方式，实现了输入端和输出端的电气隔离，保证了开关电源的安全性和稳定性。

在选择光耦时，要考虑其特性参数是否符合要求，并进行可靠性和寿命测试。

通过合理选择和应用光耦，可以提高开关电源的性能和可靠性，满足不同应用场景的需求。

光耦在开关电源中的应用十分广泛。

开关电源光耦合器作用在电子设备中，开关电源模块是一个至关重要的部件，它用于将输入的交流电转换为稳定的直流电输出。

然而，在开关电源模块中常常存在电气隔离的需求，以确保安全性和稳定性。

光耦合器在这方面扮演着重要的角色，它能够有效地实现输入和输出端的电气隔离，保护电子设备和用户免受潜在的危险。

光耦合器由发光二极管（LED）和光敏二极管（光电转换器）组成，通过光的传导来实现输入与输出端的隔离。

其工作原理是：当输入端的电流通过LED时，LED发出的光会照射到光敏二极管上，从而使光敏二极管产生电流输出。

这样，输入端和输出端之间就通过光信号传输来实现了隔离，避免了直接的电气联系。

光耦合器的主要作用包括：1.电气隔离：通过光信号传输，实现输入端和输出端的电气隔离，避免了直接的电气接触。

这种隔离能够防止电气噪声、干扰信号以及潜在的危险电压传导到输出端，保护设备和用户的安全。

2.信号传输：光耦合器能够有效地传输信号，保持输入端和输出端的信息传递。

通过光的传导，信号可以在不同电路之间传递，实现数据传输和控制功能。

3.电压隔离：光耦合器还能够实现输入端和输出端之间的电压隔离。

在一些场合下，输入端和输出端可能存在不同的电压水平，而光耦合器可以有效地隔离它们，确保电路之间的稳定工作。

4.反向传输阻隔：光耦合器能够有效地阻隔反向传输。

即使在不同电路中出现反向传输的情况，光耦合器也能够有效地阻止这种非预期信号的传递，保持电路的安全和稳定。

总的来说，光耦合器在开关电源模块中扮演着至关重要的作用，不仅能够实现电气隔离和信号传输，还能确保设备和用户的安全。

在电子设备设计和生产过程中，合理选用和配置光耦合器将对整个系统的稳定性和可靠性产生积极的影响。

1。

TL431及PC817在开关电源中的应用TL431功能简介本设计的基准电压和反馈电路采用常用的三端稳压器TL431来完成，在反馈电路的应用中运用采样电压通过TL431限压，再通过光电耦合器PC817把电压反馈到SG3525的COMP端。

由于TL431具有体积小、基准电压精密可调，输出电流大等优点，所以用TL431可以制作多种稳压器。

其性能是输出电压连续可调达36V，工作电流范围宽达0．1～100mA，动态电阻典型值为0．22欧,输出杂波低。

其最大输入电压为37V，最大工作电流为150mA，内基准电压为2.5V，输出电压范围为2.5～30V。

TL431是由美国德州仪器（TI）和摩托罗拉公司生产的2.5～36V可调式精密并联稳压器。

其性能优良，价格低廉，可广泛用于单片精密开关电源或精密线性稳压电源中。

此外，TL431还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等。

TL431大多采用DIP-8或TO-92封装形式，引脚排列分别如图4.26所示。

图中，A为阳极，使用时需接地；K为阴极，需经限流电阻接正电源；UREF是输出电压UO的设定端，外接电阻分压器；NC为空脚。

TL431的等效电路如图所示，主要包括①误差放大器A，其同相输入端接从电阻分压器上得到的取样电压，反相端则接内部2.5V基准电压Uref，并且设计的UREF=Uref，UREF通常状态下为2.5V，因此也称为基准端；②内部2.5CV基准电压源Uref ；③NPN型晶体管VT，它在电路中起到调节负载电流的作用；④保护二极管VD，可防止因K-A间电源极性接反而损坏芯片。

TL431的电路图形符号和基本接线如图4.27所示。

它相当于一只可调式齐纳稳压管，输出电压由外部精密分压电阻来设定，其公式为 (4-16) ：R3是IKA的限流电阻。

其稳压原理为：当UO上升时，取样电压UREF也随之升高，使UREF>Uref，比较器输出高电平，使VT导通，UO开始下降。

开关电源抗干扰的措施本文从屏蔽、接地、PCB板的布局与布线几方面，对开关电源电路的抗干扰措施进行了详尽的分析讨论，以确保开关电源的正常工作。

标签：屏蔽接地抗干扰电磁兼容开关电源一般采用脉冲宽度调制技术，其特点是频率高、效率高、功率密度高。

然而，由于其开关器件工作在高频通断状态，高频的快速瞬变过程本身就是电磁干扰源，它产生的电磁干扰直接危害着电子设备的正常工作，为了确保开关电源工作的可靠性，必须进行抗干扰设计。

抗干扰措施包括屏蔽、接地、PCB 板的布局与布线等，这里仅对屏蔽、接地、PCB板的布局与布线这几种抗干扰措施进行分析讨论。

1.屏蔽技术。

抑制开关电源电磁干扰的有效方法是屏蔽。

即用导电良好的材料对电场进行屏蔽，用导磁率高的材料对磁场进行屏蔽。

用电磁屏蔽的方法解决EMI问题的好处是不会影响电路的正常工作。

屏蔽技术可分为对发出电磁波部位的屏蔽和易受电磁波影响的元器件的屏蔽。

在开关电源中，可发出电磁波的元器件是指变压器、电感器、功率器件等，通常在其周围采用铜板或铁板作为屏蔽，使其电磁波产生衰减。

对抗电磁波较弱的元器件，必要的情况下也应采取相应的屏蔽措施。

2.接地技术。

（1）接地。

接地技术是开关电源抗干扰技术和电磁兼容技术的重要内容之一。

不正确的工作接地反而会增加干扰。

比如共地线干扰、地环路干扰等。

为防止各种电路在工作中产生互相干扰，使之能相互兼容地工作，根据电路的性质，将工作接地分为不同的种类。

（2）交流地与直流地分开。

一般交流电源的零线是接地的。

但由于存在接地电阻和其上流过的电流，导致电源的零线电位并非为大地的零电位。

另外，交流电源的零线上往往存在很多干扰如果交流电源地与直流电源地不分开，将对直流电源和后续的直流电路正常工作产生影响。

因此，在开关电源中采用把交流电源地与直流电源地分开的浮地技术，可以隔离来自交流电源地线的干扰。

（3）模拟地与数字地分开。

随着数字开关电源的开发，为了抑制对数字芯片的干扰，数字芯片与模拟电路必须进行隔离。