在一样平常的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种大略、低本钱的办法。但对付光耦反馈的各种连接办法及其差异，目前尚未见到比较深入的研究。而且在很多场合下，由于对光耦的事情事理理解不足深入，光耦接法混乱，每每导致电路不能正常事情。本研究将详细剖析光耦事情事理，并针对光耦反馈的几种范例接法加以比拟研究。
常见的几种连接办法及其事情事理
常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，先容这类光耦的特性。TLP521的原边相称于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变革而变革，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变革将导致副边电流变革”来实现反馈，因此在环境温度变革剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应只管即便不通过光耦实现反馈。此外，利用这类光耦必须把稳设计外围参数，使其事情在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定事情。
常日选择TL431结合TLP521进行反馈。这时，TL431的事情事理相称于一个内部基准为2.5V的电压偏差放大器，以是在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。
常见的光耦反馈第1种接法，如图1所示。图中，Vo为输出电压，Vd为芯片的供电电压。com旗子暗记接芯片的偏差放大器输出脚，或者把PWM芯片(如UC3525)的内部电压偏差放大器接成同相放大器形式，com旗子暗记则接到其对应的同相端引脚。把稳左边的地为输出电压地，右边的地为芯片供电电压地，两者之间用光耦隔离。
图1所示接法的事情事理如下：当输出电压升高时，TL431的1脚(相称于电压偏差放大器的反向输入端)电压上升，3脚(相称于电压偏差放大器的输出脚)电压低落，光耦TLP521的原边电流If增大，光耦的另一端输出电流Ic增大，电阻R4上的电压降增大，com引脚电压低落，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压降落时，调节过程类似。
常见的第2种接法，如图2所示。与第1种接法不同的是，该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的偏差放大器输出端，而芯片内部的电压偏差放大器必须接成同相端电位高于反相端电位的形式，利用运放的一种特性——当运放输出电流过大(超过运放电流输出能力)时，运放的输出电压值将低落，输出电流越大，输出电压低落越多。因此，采取这种接法的电路，一定要把PWM芯片的偏差放大器的两个输入引脚接到固定电位上，且必须是同向端电位高于反向端电位，使偏差放大器初始输出电压为高。
图2所示接法的事情事理是：当输出电压升高时，原边电流If增大，输出电流Ic增大，由于Ic已经超过了电压偏差放大器的电流输出能力，com脚电压低落，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压低落时，调节过程类似。
常见的第3种接法，如图3所示。与图1基本相似，不同之处在于图3中多了一个电阻R6，该电阻的浸染是对TL431额外注入一个电流，避免TL431因注入电流过小而不能正常事情。实际上如适当选取电阻值R3，电阻R6可以省略。调节过程基本上同图1接法同等。
常见的第4种接法，如图4所示。该接法与第2种接法类似，差异在于com端与光耦第4脚之间多接了一个电阻R4，其浸染与第3种接法中的R6同等，其事情事理基本同接法2。
各种接法的比拟
在比较之前，须要对实际的光耦TLP521的几个特性曲线作一下剖析。首先是Ic-Vce曲线，如图5，图6所示。
由图5、图6可知，当If小于5mA时，If的眇小变革都将引起Ic与Vce的剧烈变革，光耦的输出特性曲线平缓。这时如果将光耦作为电源反馈网络的一部分，其通报函数增益非常大。对付全体系统来说，一个非常高的增益随意马虎引起系统不稳定，以是将光耦的静态事情点设置在电流If小于5mA是不恰当的，设置为5～10mA较恰当。
此外，还须要剖析光耦的Ic-If曲线，如图7所示。
由图7可以看出，在电流If小于10mA时，Ic-If基本不变，而在电流If大于10mA之后，光耦开始趋向饱和，Ic-If的值随着If的增大而减小。对付一个电源系统来说，如果环路的增益是变革的，则将可能导致不稳定，以是将静态事情点设置在If过大处(从而输出特性随意马虎饱和)，也是不合理的。须要解释的是，Ic-If曲线是随温度变革的，但是温度变革所影响的是在某一固定If值下的Ic值，对Ic-If比值基本无影响，曲线形状仍旧同图7，只是温度升高，曲线整体下移，这个特性从Ic-Ta曲线(如图8所示)中可以看出。
由图8可以看出，在If大于5mA时，Ic-Ta曲线基本上是相互平行的。
根据上述剖析，以下针对不同的范例接法，比拟其特性以及适用范围。本研究以实际的隔离半桥赞助电源及反激式电源为例解释。
第1种接法中，接到电压偏差放大器输出真个电压是外部电压经电阻R4降压之后得到，不受电压偏差放大器电流输出能力影响，光耦的事情点选取可以通过其外接电阻随意调节。
按照前面的剖析，令电流If的静态事情点值大约为10mA，对应的光耦事情温度在0～100℃变革，值在20～15mA之间。一样平常PWM芯片的三角波幅值大小不超过3V，由此选定电阻R4的大小为670Ω，并同时确定TL431的3脚电压的静态事情点值为12V，那么可以选定电阻R3的值为560Ω。电阻R1与R2的值随意马虎选取，这里取为27k与4.7k。电阻R5与电容C1为PI补偿，这里取为3k与10nF。
实验中，半桥赞助电源输出负载为掌握板上的各种掌握芯片，加上多路输出中各路的去世负载，末了的实际功率大约为30w。实际测得的光耦4脚电压(此电压与芯片三角波比较较，从而决定驱动占空比)波形，如图9所示。对应的驱动旗子暗记波形，如图10所示。
图10的驱动波形有负电压部分，是由于上、下管的驱动绕在一个驱动磁环上的缘故。可以看出，驱动旗子暗记的占空比比较大，大约为0.7。
对付第2种接法，一样平常芯片内部的电压偏差放大器，其最大电流输出能力为3mA旁边，超过这个电流值，偏差放大器输出的最高电压将低落。以是，该接法中，如果电源稳态占空比较大，那么电流Ic比较小，其值可能仅略大于3mA，对应图7，Ib为2mA旁边。由图6可知，Ib值较小时，眇小的Ib变革将引起Ic剧烈变革，光耦的增益非常大，这将导致闭环网络不随意马虎稳定。而如果电源稳态占空比比较小，光耦的4脚电压比较小，对应电压偏差放大器的输出电流较大，也便是Ic比较大(远大于3mA)，则对应的Ib也比较大，同样对应于图6，当Ib值较大时，对应的光耦增益比较适中，闭环网络比较随意马虎稳定。
同样，对付上面的半桥赞助电源电路，用接法2代替接法1，闭环不稳定，用示波器不雅观察光耦4脚电压波形，有明显的振荡。光耦的4脚输出电压(对应于UC3525的偏差放大器输出脚电压)，波形如图11所示，可创造明显的振荡。这是由于这个半桥电源稳态占空比比较大，按接法2则光耦增益大，系统不稳定而涌现振荡。
实际上，第2种接法在反激电路中比较常见，这是由于反激电路一样平常都出于效率考虑，电路常日事情于断续模式，驱动占空比比较小，对应光耦电流Ic比较大，参考以上剖析可知，闭环环路也比较随意马虎稳定。
以下是其余一个实验反激电路，事情在断续模式，实际测得其光耦4脚电压波形，如图12所示。实际测得的驱动旗子暗记波形，如图13所示，占空比约为0.2。
因此，在光耦反馈设计中，除了要根据光耦的特性参数来设置其外围参数外，还该当知道，不同占空比下对反馈办法的选取也是有限定的。反馈办法1、3适用于任何占空比情形，而反馈办法2、4比较适宜于在占空比比较小的场合利用。
小结
本研究列举了4种范例光耦反馈接法，剖析了各种接法下光耦反馈的事理以及各种限定成分，比拟了各种接法的不同点。通过实际半桥和反激电路测试，验证了电路事情的占空比对反馈办法选取的限定。末了对光耦反馈进行总结，对今后的光耦反馈设计具有一定的参考代价
