Ο ρόλος, η σύνδεση και η αρχή λειτουργίας του οπτικού συζευκτήρα στη μεταγωγή τροφοδοσίας
1. Κοινές μέθοδοι σύνδεσης και αρχές λειτουργίας τους
Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μοντέλα οπτικού συζεύκτη για ανατροφοδότηση περιλαμβάνουν τα TLP521, PC817, κ.λπ. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το TLP521, αυτό το άρθρο παρουσιάζει τα χαρακτηριστικά αυτού του τύπου οπτικού συζεύκτη.
Η κύρια πλευρά του TLP521 είναι ισοδύναμη με μια δίοδο εκπομπής φωτός. Όσο μεγαλύτερο είναι το πρωτεύον ρεύμα If, τόσο ισχυρότερη είναι η ένταση φωτός και τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα Ic του δευτερεύοντος τρανζίστορ. Ο λόγος του ρεύματος Ic του δευτερεύοντος τρανζίστορ προς το ρεύμα If της κύριας διόδου ονομάζεται συντελεστής ενίσχυσης ρεύματος του οπτικού συζεύκτη, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Ο οπτικός συζεύκτης που χρησιμοποιείται για την ανάδραση χρησιμοποιεί την αρχή ότι "οι αλλαγές στο πρωτεύον ρεύμα θα προκαλέσουν αλλαγές στο δευτερεύον ρεύμα" για την επίτευξη ανάδρασης. Επομένως, σε καταστάσεις όπου η θερμοκρασία περιβάλλοντος αλλάζει δραματικά, λόγω της μεγάλης μετατόπισης θερμοκρασίας του συντελεστή ενίσχυσης, η ανάδραση θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο μέσω των οπτικών συζευκτών. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιούνται τέτοιοι οπτικοί συζεύκτες, πρέπει να δίνεται προσοχή στον σχεδιασμό περιφερειακών παραμέτρων ώστε να λειτουργούν εντός μιας σχετικά ευρείας γραμμικής ζώνης. Διαφορετικά, η ευαισθησία του κυκλώματος στις παραμέτρους λειτουργίας είναι πολύ ισχυρή, γεγονός που δεν ευνοεί τη σταθερή λειτουργία του κυκλώματος.
Συνήθως το TL431 σε συνδυασμό με το TLP521 επιλέγεται για ανατροφοδότηση. Σε αυτό το σημείο, η αρχή λειτουργίας του TL431 είναι ισοδύναμη με έναν εσωτερικό ενισχυτή σφάλματος τάσης με αναφορά 2,5 V, επομένως ένα δίκτυο αντιστάθμισης πρέπει να συνδεθεί μεταξύ του ακροδέκτη 1 και του ακροδέκτη 3.
Η πρώτη κοινή μέθοδος ανάδρασης οπτικού συζεύκτη είναι το Vo ως τάση εξόδου και το Vd ως τάση τροφοδοσίας του τσιπ. Συνδέστε το σήμα COM στον ακροδέκτη εξόδου του ενισχυτή σφάλματος του τσιπ ή συνδέστε τον εσωτερικό ενισχυτή σφάλματος τάσης του τσιπ PWM (όπως το UC3525) στη φόρμα του ενισχυτή εντός φάσης και συνδέστε το σήμα COM στον αντίστοιχο ακροδέκτη εντός φάσης καρφίτσα. Σημειώστε ότι η γείωση στα αριστερά είναι η γείωση της τάσης εξόδου και η γείωση στα δεξιά είναι η γείωση της τάσης τροφοδοσίας του τσιπ. Τα δύο απομονώνονται με οπτικούς συζεύκτες.
Όταν η τάση εξόδου αυξάνεται, η τάση στον ακροδέκτη 1 (ισοδύναμη με τον αντίστροφο ακροδέκτη εισόδου του ενισχυτή σφάλματος τάσης) του TL431 αυξάνεται και η τάση στον ακροδέκτη 3 (ισοδύναμη με τον ακροδέκτη εξόδου του ενισχυτή σφάλματος τάσης) μειώνεται. Το πρωτεύον ρεύμα Αν του οπτικού συζεύκτη TLP521 αυξάνεται, το ρεύμα εξόδου Ic στο άλλο άκρο του οπτικού συζεύκτη αυξάνεται, η πτώση τάσης στην αντίσταση R4 αυξάνεται, η τάση στο pin com μειώνεται, ο κύκλος λειτουργίας μειώνεται και η τάση εξόδου μειώνεται. Αντίθετα, όταν η τάση εξόδου μειώνεται, η διαδικασία ρύθμισης είναι παρόμοια.
Η δεύτερη κοινή μέθοδος σύνδεσης φαίνεται στο σχήμα 2. Σε αντίθεση με την πρώτη μέθοδο σύνδεσης, σε αυτήν τη μέθοδο σύνδεσης, η τέταρτη ακίδα του οπτικού συζεύκτη συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη εξόδου του ενισχυτή σφάλματος του τσιπ και ο ενισχυτής σφάλματος τάσης μέσα στο Το τσιπ πρέπει να είναι συνδεδεμένο με μια μορφή όπου το δυναμικό του τερματικού εντός φάσης είναι υψηλότερο από αυτό του τερματικού εντός φάσης. Χρησιμοποιώντας ένα χαρακτηριστικό του λειτουργικού ενισχυτή - όταν το ρεύμα εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή υπερβαίνει την τρέχουσα χωρητικότητα εξόδου του, η τιμή της τάσης εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή θα μειωθεί και όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα εξόδου, τόσο περισσότερο θα μειώνεται η τάση εξόδου. Επομένως, στο κύκλωμα που χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο σύνδεσης, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τις δύο ακίδες εισόδου του ενισχυτή σφάλματος του τσιπ PWM σε ένα σταθερό δυναμικό και το δυναμικό ακροδεκτών της ίδιας κατεύθυνσης πρέπει να είναι υψηλότερο από το δυναμικό ακροδεκτών αντίστροφης κατεύθυνσης, έτσι ώστε η αρχική τάση εξόδου του ενισχυτή σφάλματος είναι υψηλή.
