在一般的電源" target="_blank">隔離電源中，光耦隔離反饋是一種簡(jiǎn)單、低成本的方式。但對(duì)于光耦反饋的各種連接方式及其區(qū)別，目前尚未見(jiàn)到比較深入的研究。而且在很多場(chǎng)合下，由于對(duì)光耦的工作原理理解不夠深入，光耦接法混亂，往往導(dǎo)致電路不能正常工作。本研究將詳細(xì)分析光耦工作原理，并針對(duì)光耦反饋的幾種典型接法加以對(duì)比研究。

常見(jiàn)的幾種連接方式及其工作原理

常用于反饋的光耦型號(hào)有TLP521、PC817等。這里以TLP521為例，介紹這類光耦的特性。TLP521的原邊相當(dāng)于一個(gè)發(fā)光二極管，原邊電流If越大，光強(qiáng)越強(qiáng)，副邊三極管的電流Ic越大。副邊三極管電流Ic與原邊二極管電流If的比值稱為光耦的電流放大系數(shù)，該系數(shù)隨溫度變化而變化，且受溫度影響較大。作反饋用的光耦正是利用“原邊電流變化將導(dǎo)致副邊電流變化”來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋，因此在環(huán)境溫度變化劇烈的場(chǎng)合，由于放大系數(shù)的溫漂比較大，應(yīng)盡量不通過(guò)光耦實(shí)現(xiàn)反饋。此外，使用這類光耦必須注意設(shè)計(jì)外圍參數(shù)，使其工作在比較寬的線性帶內(nèi)，否則電路對(duì)運(yùn)行參數(shù)的敏感度太強(qiáng)，不利于電路的穩(wěn)定工作。

通常選擇TL431結(jié)合TLP521進(jìn)行反饋。這時(shí)，TL431的工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)為2.5V的電壓誤差放大器，所以在其1腳與3腳之間，要接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

常見(jiàn)的光耦反饋第1種接法，如圖1所示。圖中，Vo為輸出電壓，Vd為芯片的供電電壓。com信號(hào)接芯片的誤差放大器輸出腳，或者把PWM芯片(如UC3525)的內(nèi)部電壓誤差放大器接成同相放大器形式，com信號(hào)則接到其對(duì)應(yīng)的同相端引腳。注意左邊的地為輸出電壓地，右邊的地為芯片供電電壓地，兩者之間用光耦隔離。

日常的電源使用當(dāng)中，開(kāi)關(guān)電源是最為常見(jiàn)的一種現(xiàn)代電子供電產(chǎn)品。開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器。本文收集整理了一些資料，期望能對(duì)各位讀者有比較大的參閱價(jià)值。

一、電源隔離與非隔離

電源的隔離與非隔離，主要是針對(duì)開(kāi)關(guān)電源而言，業(yè)內(nèi)比較通用的看法是：

1、隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒(méi)有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài)，沒(méi)有電流回路。

2、非隔離電源：輸入和輸出之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。

二、隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)

由上述概念可知，對(duì)于常用的電源拓?fù)涠?，非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓?fù)洹?

結(jié)合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀上就可得出它們的一些優(yōu)缺點(diǎn)，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。

使用隔離或非隔離的電源，需了解實(shí)際項(xiàng)目對(duì)電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要差別：

1、隔離模塊的可靠性高，但成本高，效率差點(diǎn)。

2、非隔離模塊的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，成本低，效率高，安全性能差。

因此，在如下幾個(gè)場(chǎng)合，建議用隔離電源：

1、涉及可能觸電的場(chǎng)合，如從電網(wǎng)取電，轉(zhuǎn)成低壓直流的場(chǎng)合，需用隔離的AC-DC電源;

2、串行通信總線通過(guò)RS-232、RS-485和控制器局域網(wǎng)(CAN)等物理網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，這些相互連接的系統(tǒng)每個(gè)都配備有自己的電源，而且各系統(tǒng)之間往往間隔較遠(yuǎn)，因此，我們通常需要隔離電源進(jìn)行電氣隔離來(lái)確保系統(tǒng)的物理安全，且通過(guò)隔離切斷接地回路，來(lái)保護(hù)系統(tǒng)免受瞬態(tài)高電壓沖擊，同時(shí)減少信號(hào)失真;

3、對(duì)外的I/O端口，為保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，也建議對(duì)I/O端口做電源隔離。

三、隔離與非隔離電源的應(yīng)用場(chǎng)合

通過(guò)了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它們各有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準(zhǔn)確的判斷：

1、系統(tǒng)前級(jí)的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源。

2、電路板內(nèi)的IC或部分電路供電，從性價(jià)比和體積出發(fā)，優(yōu)先選用非隔離的方案。

3、對(duì)安全有要求的場(chǎng)合，如需接市電的AC-DC，或醫(yī)療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場(chǎng)合還必須用加強(qiáng)隔離的電源。

4、 對(duì)于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電，為有效降低地電勢(shì)差和導(dǎo)線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電。

5、 對(duì)于采用電池供電，對(duì)續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場(chǎng)合，采用非隔離供電。

四、隔離電源與非隔離電源該如何選擇?

非隔離電源一是效率，二是成本上比較有優(yōu)勢(shì)。 這和隔離電源比起來(lái)都是優(yōu)勢(shì)，隔離電源效率不易做高，處理不好熱量很大，成本也高，尤其是做那種內(nèi)置燈管的LED日光燈，真可謂成本上天。但非隔離電源，因?yàn)閷?duì)雷擊浪涌電壓抑制能力較差，大批量出貨時(shí)，就會(huì)遇到較多損壞的因素。不過(guò)浪涌問(wèn)題始終都存在，很多隔離電源，如路燈電源，用于室外的，點(diǎn)不久，也是壞的很多，隔離電源很多時(shí)候也是被浪涌打的夠嗆，分享一些經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，供大家參考。

1.大功率LED驅(qū)動(dòng)，一般要使用隔離電源，切不可為了省一點(diǎn)成本，而使用非隔離，不然得不償失。

2.小功率LED驅(qū)動(dòng)，是使用隔離還是非隔離，要視具體情況而定。能使用隔離電源當(dāng)然好，但至少要有兩個(gè)條件，一是成本上允許，二是發(fā)熱程度上允許，因?yàn)楦綦x電源這兩個(gè)問(wèn)題都是考驗(yàn)，而非隔離電源很多時(shí)候也是可以用。并且很多時(shí)候還是很好用的。

3.非隔離電源適合的場(chǎng)合：首先，是室內(nèi)的燈具，這種室內(nèi)用電環(huán)境較好，浪涌影響小。第二，使用的場(chǎng)合是高壓小電流，低壓大電流用非隔離沒(méi)有意義，因?yàn)榈蛪捍箅娏鞣歉綦x的效率并不比隔離的高，成本也低不到多少去。三，電壓相對(duì)較穩(wěn)定的環(huán)境中使用非隔離電源。當(dāng)然，如果有辦法解決掉抑制浪涌的問(wèn)題，那么非隔離電源的應(yīng)用范圍將大大拓寬!

4.隔離電源因?yàn)槔擞康膯?wèn)題，損壞率也不可小覷，一般那種返修回來(lái)，擊壞保險(xiǎn)，芯片，MOS的第一個(gè)應(yīng)該想到是浪涌問(wèn)題。為了減少損壞率，在設(shè)計(jì)時(shí)就行要考慮到浪涌的因素進(jìn)去，或是在使用時(shí)要告戒用戶，盡量避免浪涌發(fā)生。