開關電源是開關穩(wěn)壓電源的簡稱，一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC-DC變換器。開關電源內部的功率開關管工作在高頻開關狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達75%~90%，比普通線性穩(wěn)壓電源(線性電源)提高一倍。

開關電源是現(xiàn)代電子設備中廣泛應用的一種電源類型，它以高效轉換和穩(wěn)定輸出為特點。而光耦作為光電轉換器件，在開關電源中發(fā)揮著至關重要的作用。本文先進光半導體將介紹光耦在開關電源中的基本原理和具體應用，以及其對電源的安全性和穩(wěn)定性的重要貢獻。

光耦是由光電二極管和輸入輸出電路組成的器件。在開關電源中，光耦的基本原理是通過光電二極管將輸入電路的電信號轉換為光信號，然后再通過光信號控制輸出電路的工作狀態(tài)。這種光電轉換的方式可以實現(xiàn)電路隔離、電壓變換和電流放大等功能，從而提高電源的穩(wěn)定性和安全性。

1、光耦在開關電源中的應用

電氣隔離：光耦在開關電源中起到了電氣隔離的關鍵作用。通過將輸入電路和輸出電路通過光信號進行隔離，可以有效避免高壓電路對低壓電路的干擾和損壞。這種隔離可以提高電源的可靠性和安全性，保護用戶和設備的安全。

控制開關：光耦在開關電源中還可以作為控制開關的重要部件。通過光信號的輸入，可以控制開關電源的開關狀態(tài)，實現(xiàn)對電源輸出的精確控制。這種控制方式可以提高電源的響應速度和穩(wěn)定性，適應不同負載條件下的工作需求。

反饋控制：開關電源通常需要通過反饋機制來實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調節(jié)。光耦可以用于實現(xiàn)反饋信號的隔離和傳輸，保證反饋信號的準確性和穩(wěn)定性。這種反饋控制可以使開關電源在不同輸入電壓和負載條件下保持穩(wěn)定的輸出電壓，滿足各種應用需求。

2、光耦對開關電源的重要貢獻

提高安全性：通過電氣隔離的方式，光耦保護了低壓電路免受高壓電路的干擾和損壞，降低了電源故障和火災的風險，提高了電源的安全性。

增強穩(wěn)定性：光耦在控制開關和反饋控制中的應用，可以使開關電源在不同負載條件下保持穩(wěn)定的輸出電壓。這種穩(wěn)定性可以提高電源的工作效率和可靠性，減少電源噪聲和波動對設備的影響。

實現(xiàn)高效轉換：光耦的光電轉換效率高，可以實現(xiàn)高效的電能轉換和傳輸。這可以提高開關電源的能量利用率，減少能源消耗和浪費，符合節(jié)能環(huán)保的要求。

光耦以光為媒介傳輸電信號，輸入的電信號驅動發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接納而發(fā)生光電流，再通過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉化，然后起到輸入、輸出、阻隔的效果。

在開關電源電路中光耦的主要作用就是實現(xiàn)光電轉換、實現(xiàn)隔離，避免輸入、輸出之間發(fā)生互相干擾的情況。

在不同的開關電源設計過程中，光耦的作用也是有所不同;在一般的隔離電源中，光耦隔離反饋是一種簡單、低成本的方式;在很多場合下，對光耦的工作原理理解不夠深入，光耦接法混亂，會導致電路不能正常工作。

光耦在開關電源中電路設計時，必須遵循下列原則：

一、根據(jù)產品輸入、輸出間的隔離耐壓，選擇符合國內、國際相關隔離擊穿電壓標準的光耦;

二、優(yōu)先選擇線性光耦，因為CTR值在一定的范圍內，具有較好的線性調整。

二、電流傳輸比(CTR)的理想范圍是50%～200%。這是因為當CTR過小時，光耦中的LED需要較大的工作電流，這會增大光耦的功耗;當CTR過大時，在電路啟動或者負載突變時，有可能影響正常輸出;

開關電源電路中光耦的電源是從高頻變壓器次級電壓提供的，當輸出電壓低于穩(wěn)壓管電壓是給信號光耦接通，加大占空比，使得輸出電壓升高;反之則關斷光耦減小占空比，使得輸出電壓降低。

高頻變壓器次級負載超載或開關電路有故障，就沒有光耦電源提供，光耦就控制著開關電路不能起振，從而保護開關管不至被擊穿燒毀。

這里推薦幾款由工采網代理的美闊光耦不同系列產品;產品型號有：MPC30XX-4L系列、MPC101X系列、MPC354、MPC356、MPH-314、MPH-341、MPC816、MPC817以及MPCM501、6N137等等。

其中MPH-341和MPH-314系列光耦合器非常適合驅動電源逆變器和用于電機控制的逆變器和MOSFET;它包含一個LED光學耦合到一個具有功率輸出級的集成電路;光耦合器在-40°C~+110°C的溫度范圍內保證其工作參數(shù)。

MPH-314工作范圍：10至30伏(VCC)1.0A的較大峰值輸出電流;帶有滯后現(xiàn)象的低電壓鎖定保護;110ns較大傳播延遲。

MPH-341范圍操作：15至30伏(Vcc)3.0A峰值輸出電流能夠直接驅動較高額定值高達1200 V/200 A的大多數(shù)IGBT。對于具有較高額定值的IGBT，MPH-341系列可用于驅動驅動IGBT門的離散功率級。光耦，全稱光電耦合器，是一種利用光信號進行電信號轉換的器件。在開關電源中，光耦扮演著非常重要的角色，它的應用不僅提高了電源的穩(wěn)定性和可靠性，還增強了電源的安全性。

開關電源是現(xiàn)代電子設備中不可或缺的一部分，它將輸入的交流電轉換為穩(wěn)定的直流電，為各種電子設備提供所需的電能。在開關電源中，光耦主要用于實現(xiàn)電源的隔離和反饋控制。

首先，光耦能夠實現(xiàn)電源的隔離。在開關電源中，輸入端和輸出端之間需要有一定的隔離，以避免電氣沖擊和故障對設備的影響。光耦通過光信號傳遞信息，將輸入端和輸出端完全隔離，從而保證了電源的安全性和穩(wěn)定性。

其次，光耦在開關電源中還扮演著反饋控制的角色。開關電源需要通過反饋控制來穩(wěn)定輸出電壓，而光耦正是實現(xiàn)這一功能的關鍵元件。光耦可以將輸出電壓的變化轉化為光信號，再將光信號傳遞回控制端，從而實現(xiàn)對輸出電壓的精確控制。這種反饋控制方式能夠有效地減小輸出電壓的波動，提高電源的穩(wěn)定性和可靠性。

除了以上兩個方面的作用，光耦在開關電源中還具有其他一些優(yōu)點。例如，光耦具有較快的響應速度，能夠快速響應輸出電壓的變化，從而實現(xiàn)對輸出電壓的快速調整。此外，光耦還具有較小的體積和重量，方便安裝和使用。