De rol, aansluiting en werkingsprincipe van optocoupler bij schakelende voeding
1. Gemeenschappelijke verbindingsmethoden en hun werkingsprincipes
Veelgebruikte optocoupler-modellen voor feedback zijn onder meer TLP521, PC817, enz. Met TLP521 als voorbeeld introduceren we in dit artikel de kenmerken van dit type optocoupler.
De primaire zijde van de TLP521 is equivalent aan een lichtgevende diode. Hoe groter de primaire stroom If, hoe sterker de lichtintensiteit en hoe groter de stroom Ic van de secundaire transistor. De verhouding tussen de stroom Ic van de secundaire transistor en de stroom If van de primaire diode wordt de stroomversterkingsfactor van de optocoupler genoemd, die varieert met de temperatuur en sterk wordt beïnvloed door de temperatuur. De optocoupler die voor feedback wordt gebruikt, maakt gebruik van het principe dat "veranderingen in de primaire stroom veranderingen in de secundaire stroom zullen veroorzaken" om feedback te verkrijgen. Daarom moet in situaties waarin de omgevingstemperatuur dramatisch verandert, als gevolg van de grote temperatuurdrift van de versterkingsfactor, feedback zoveel mogelijk worden vermeden via optocouplers. Bovendien moet bij het gebruik van dergelijke optocouplers aandacht worden besteed aan het ontwerpen van perifere parameters om binnen een relatief brede lineaire band te werken. Anders is de gevoeligheid van het circuit voor bedrijfsparameters te sterk, wat niet bevorderlijk is voor de stabiele werking van het circuit.
Meestal wordt voor feedback gekozen voor TL431 gecombineerd met TLP521. Op dit punt is het werkingsprincipe van TL431 equivalent aan een interne spanningsfoutversterker met een referentie van 2,5 V, dus er moet een compensatienetwerk worden aangesloten tussen pin 1 en pin 3.
De eerste gebruikelijke methode voor optocoupler-feedback is Vo als uitgangsspanning en Vd als voedingsspanning van de chip. Sluit het COM-signaal aan op de uitgangspin van de foutversterker van de chip, of sluit de interne spanningsfoutversterker van de PWM-chip (zoals UC3525) aan op de in-fase versterkervorm en sluit het COM-signaal aan op de overeenkomstige in-fase-aansluiting pin. Merk op dat de aarde aan de linkerkant de aarde van de uitgangsspanning is, en de aarde aan de rechterkant de aarde van de voedingsspanning van de chip. De twee zijn geïsoleerd door optocouplers.
Wanneer de uitgangsspanning toeneemt, neemt de spanning op pin 1 (equivalent aan de omgekeerde ingangsaansluiting van de spanningsfoutversterker) van TL431 toe, en neemt de spanning op pin 3 (equivalent aan de uitgangsaansluiting van de spanningsfoutversterker) af. De primaire stroom If van optocoupler TLP521 neemt toe, de uitgangsstroom Ic aan het andere uiteinde van de optocoupler neemt toe, de spanningsval over weerstand R4 neemt toe, de spanning op pin com neemt af, de duty-cycle neemt af en de uitgangsspanning neemt af; Integendeel, wanneer de uitgangsspanning afneemt, is het aanpassingsproces vergelijkbaar.
De tweede algemene verbindingsmethode wordt getoond in figuur 2. In tegenstelling tot de eerste verbindingsmethode is bij deze verbindingsmethode de vierde pin van de optocoupler rechtstreeks verbonden met de uitgangsterminal van de foutversterker van de chip, en de spanningsfoutversterker in de chip moet worden aangesloten in een vorm waarbij het potentieel van de in-fase terminal hoger is dan dat van de in-fase terminal. Door gebruik te maken van een kenmerk van de operationele versterker: wanneer de uitgangsstroom van de operationele versterker zijn huidige uitgangscapaciteit overschrijdt, zal de uitgangsspanningswaarde van de operationele versterker afnemen, en hoe groter de uitgangsstroom, hoe meer de uitgangsspanning zal afnemen. Daarom is het in het circuit dat deze verbindingsmethode gebruikt noodzakelijk om de twee ingangspinnen van de foutversterker van de PWM-chip aan te sluiten op een vast potentiaal, en het terminalpotentieel in dezelfde richting moet hoger zijn dan het terminalpotentieel in de omgekeerde richting, zodat de initiële uitgangsspanning van de foutversterker is hoog.
