Vai trò, kết nối và nguyên lý làm việc của opto optpler trong việc chuyển mạch nguồn điện
1. Các phương thức kết nối phổ biến và nguyên lý hoạt động
Các mẫu bộ ghép quang được sử dụng phổ biến để phản hồi bao gồm TLP521, PC817, v.v. Lấy TLP521 làm ví dụ, bài viết này giới thiệu các đặc điểm của loại bộ ghép quang này.
Mặt sơ cấp của TLP521 tương đương với một diode phát sáng. Dòng sơ cấp If càng lớn thì cường độ ánh sáng càng mạnh và dòng Ic của bóng bán dẫn thứ cấp càng lớn. Tỷ số dòng điện Ic của bóng bán dẫn thứ cấp so với dòng điện If của diode sơ cấp được gọi là hệ số khuếch đại dòng điện của bộ ghép quang, hệ số này thay đổi theo nhiệt độ và bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Bộ ghép quang được sử dụng để phản hồi sử dụng nguyên tắc "những thay đổi trong dòng điện sơ cấp sẽ gây ra những thay đổi trong dòng điện thứ cấp" để đạt được phản hồi. Do đó, trong những tình huống mà nhiệt độ môi trường thay đổi đáng kể, do sự chênh lệch nhiệt độ lớn của hệ số khuếch đại, nên tránh phản hồi càng nhiều càng tốt thông qua bộ ghép quang. Ngoài ra, khi sử dụng các bộ ghép quang như vậy phải chú ý thiết kế các thông số ngoại vi để hoạt động trong dải tuyến tính tương đối rộng. Mặt khác, độ nhạy của mạch với các thông số vận hành quá mạnh, không có lợi cho hoạt động ổn định của mạch.
Thông thường TL431 kết hợp với TLP521 được chọn để phản hồi. Tại thời điểm này, nguyên lý làm việc của TL431 tương đương với bộ khuếch đại lỗi điện áp bên trong có tham chiếu 2,5 V, do đó cần phải kết nối mạng bù giữa chân 1 và chân 3.
Phương pháp phản hồi của bộ ghép quang phổ biến đầu tiên là Vo là điện áp đầu ra và Vd là điện áp cung cấp của chip. Kết nối tín hiệu COM với chân đầu ra bộ khuếch đại lỗi của chip hoặc kết nối bộ khuếch đại lỗi điện áp bên trong của chipPWM (chẳng hạn như UC3525) với dạng bộ khuếch đại cùng pha và kết nối tín hiệu COM với thiết bị đầu cuối cùng pha tương ứng của nó ghim. Lưu ý rằng mặt đất bên trái là mặt đất điện áp đầu ra và mặt đất bên phải là mặt đất điện áp nguồn cung cấp chip. Cả hai được cách ly bằng bộ ghép quang.
Khi điện áp đầu ra tăng, điện áp ở chân 1 (tương đương với đầu vào ngược của bộ khuếch đại lỗi điện áp) của TL431 tăng, và điện áp ở chân 3 (tương đương với đầu ra của bộ khuếch đại lỗi điện áp) giảm. Dòng sơ cấp If của bộ ghép quang TLP521 tăng, dòng điện đầu ra Ic ở đầu kia của bộ ghép quang tăng, điện áp rơi trên điện trở R4 tăng, điện áp ở chân com giảm, chu kỳ làm việc giảm và điện áp đầu ra giảm; Ngược lại, khi điện áp đầu ra giảm thì quá trình điều chỉnh cũng tương tự.
Phương thức kết nối phổ biến thứ hai được hiển thị trong Hình 2. Không giống như phương thức kết nối thứ nhất, trong phương thức kết nối này, chân thứ tư của bộ ghép quang được kết nối trực tiếp với đầu ra của bộ khuếch đại lỗi của chip và bộ khuếch đại lỗi điện áp bên trong chip phải được kết nối ở dạng mà điện thế của cực cùng pha cao hơn điện thế của cực cùng pha. Bằng cách sử dụng một đặc tính của bộ khuếch đại hoạt động - khi dòng điện đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động vượt quá công suất đầu ra hiện tại của nó, giá trị điện áp đầu ra của bộ khuếch đại hoạt động sẽ giảm và dòng điện đầu ra càng lớn thì điện áp đầu ra sẽ càng giảm. Do đó, trong mạch sử dụng phương thức kết nối này, cần kết nối hai chân đầu vào của bộ khuếch đại lỗi của chipPWM với một điện thế cố định và điện thế đầu cuối cùng hướng phải cao hơn điện thế đầu cực ngược chiều, sao cho điện áp đầu ra ban đầu của bộ khuếch đại lỗi cao.
