开关电源常用拓扑技术原理连载三十四
良师 精编
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二零二四年十月 于苏州
第四节 开关电源的计算实例
19） 光电耦合器
光电耦合器(简称光耦)，是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求，由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器，其内部结构如图1a所示。
光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。但是，使用光耦隔离需要考虑以下几个问题：
① 光耦直接用于隔离传输模拟量时，要考虑光耦的非线性问题；
② 光耦隔离传输数字量时，要考虑光耦的响应速度问题；
③ 如果输出有功率要求的话，还得考虑光耦的功率接口设计问题。
光电耦合器非线性的克服：
光电耦合器的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示；输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。
图1 光电耦合器结构及输入、输出特性
线性光耦合器的电流传输比（CTR）与直流输入电流（If）的特性曲线具有良好的线性度。在传输小信号时，能使输出与输入呈线性关系，构成精密开关电源中的光藕反馈电路，与PC817配合来实现二次侧与一次侧的隔离与信号反馈。
内容提要:
本教材主要介绍了电源技术的基础理论,基本原理,设计应用实例及其相关的经验知识。重点介绍了高频开关电源的设计知识。其中对高频开关电源的模块化产品,有源功率因数校正技术,软开关高效率技术也作了详细介绍与设计应用。
本教材适用于电源工程师、技术人员和具有电子技术基础的广大电子爱好者,作为电源维修技术人员的学习资料。推荐作为大,中专,职业教育的选修培训教材。
良师简介：
专业从事开关电源研发二十多年。电源高级工程师。开关电源专业技术家。开关电源资深技术顾问。中国电源学会高级会员。
2000年专业开关电源研发。2016年从事电源产品设计咨询及生产管理。
1991年设计变频调速器及电站直流电源屏。
曾就职于国营大企业研究所、国际知名外资集团、民营及国营企业研发部。
五次派往美国总部进行开关电源新技术交流、项目合作、营销技能培训。
主要成果：开关电源产品项目研发：功率范围：AC-DC（含PFC）：1W---10KW；
AC-DC/DC-DC模块：1W---1KW；充电桩：7KW/14KW；电力取电高压电源等。
开关电源方案、性能、价格优化；原理图设计计算；高频变压器及电感等磁性器件的设计；开关电源关键电子器件的计算；反馈环路稳定性计算；
产品研发流程、测试、维修、安规认证、EMC设计整改、FAE、生产管理、文案编写、技能培训、开关电源设计咨询服务；
在电子行业杂志上发表三十六篇科技论文，有3篇获大奖、2项发明专利、2项实用新型专利。
编写《实用新型开关电源原理及设计应用》、《开关电源常用拓扑原理培训教材》实训教程、精心编写《十种拓扑高频变压器设计及计算实例》。
擅长领域：电力自动化工控行业、LED绿色照明、打印机、适配器、车载充电器、光伏发电、充电桩、电力行业高压电源、特种行业电源等。
新技术高效软开关LLC、数字化智能化、功率因数校正APFC、电路拓扑方案选型、变压器、电感计算。有电子版电源书百余册，电源原理图五千张。
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