光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫(xiě)為OC）亦稱(chēng)光電隔離器或光電耦合器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。它是以光為媒介來(lái)傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器（紅外線(xiàn)發(fā)光二極管LED）與受光器（光敏半導(dǎo)體管）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線(xiàn)，受光器接受光線(xiàn)之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。以光為媒介把輸入端信號(hào)耦合到輸出端的光電耦合器，由于它具有體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字電路上獲得廣泛的應(yīng)用。

　　開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中光耦產(chǎn)生傳遞信號(hào)

　　開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的最大特點(diǎn)就是靈活，其能為電路提供各類(lèi)不同的電壓等級(jí)電源。而在光電耦合器中光電耦合器也起著同樣的作用，光電耦合器能為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源提供兩種截然不同的信號(hào)，那么這兩種信號(hào)是什么？信號(hào)又是怎樣被傳遞的呢？

　　光電耦合器在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中傳遞的信號(hào)有兩種，一種是開(kāi)關(guān)信號(hào)，另一種是誤差放大信號(hào)。這兩種不同的運(yùn)用，需要在發(fā)光二極管及光敏三極管的不同狀態(tài)（飽和、截止或放大區(qū)）下才能進(jìn)行傳遞開(kāi)關(guān)信號(hào)或放大誤差信號(hào)。

　　傳遞開(kāi)關(guān)信號(hào)

　?、?②（發(fā)光二極管）電位差：1.2V/1.3V（發(fā)光強(qiáng)）。

　?、?③（光敏三極管飽和導(dǎo)通）電位差：O.1V~0.4V（飽和壓降）IC最大，約幾毫安。

　?、?②（發(fā)光二極管）電位差：小于0.7V（不發(fā)光）。

　?、?③（光敏三極管截止）電位差：大于6V（根據(jù)電源電壓不同，接近電源電壓）、IC≈0。

　　傳遞誤差放大信號(hào)

　?、佟冢òl(fā)光二極管）電位差：1V左右變化（亮度變化很靈敏）。

　?、堋郏ü饷羧龢O管工作于放大區(qū)）電位差：5V~10V變化（根據(jù)電源電壓和負(fù)載線(xiàn)有所不同）IC約在lmA~3mA之間變化。

　　如使用光電耦合器還必須采用如圖1所示的比較放大器（也可用分立元件組成），將取樣電壓（B+）的變化值分壓后加在三極管的基極上。與發(fā)射極上穩(wěn)定的電位作比較，放大后由集電極輸出。集電極電流的變化也就是發(fā)光二極管電流的變化，使發(fā)光二極管在靈敏區(qū)亮度變化，并將誤差信號(hào)反相放大后傳遞給光敏三極管，再經(jīng)控制放大電路才能達(dá)到穩(wěn)定B+的目的。

　　最后還需說(shuō)明一點(diǎn)，在我國(guó)大屏幕彩電中采用STR-S6709系列或STR-M6800系列厚膜電路很多，這兩種IC內(nèi)部的振蕩器中，是用光耦反饋電流改變振蕩器中電容器的充電電流，從而控制達(dá)到門(mén)限電壓Vthl≈O.73V的充電時(shí)間。新型的STR-G8656系列IC內(nèi)部，使用了直流偏置來(lái)控制導(dǎo)通時(shí)間。以便微調(diào)功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管的占空比，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。兩者可靠性均相同，后者電路更簡(jiǎn)單。

　　光耦在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用

　　光耦的特點(diǎn)：具有信號(hào)單向傳輸性，從而實(shí)現(xiàn)輸入端與輸出端的電氣隔離，即：輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，具有抗干擾能力強(qiáng)、工作特性穩(wěn)定、高可靠性、傳輸效率高等優(yōu)點(diǎn)，通常被應(yīng)用與開(kāi)關(guān)電源控制回路中。

　　光耦在開(kāi)關(guān)電源中的典型應(yīng)用原理：從輸出端采樣，獲取誤差信號(hào)，然后把信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換、隔離傳輸?shù)捷斎攵薎C的PWM控制器，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM占空比的大小，實(shí)現(xiàn)高精度穩(wěn)壓輸出。

　　光耦與TL431的組合使用，構(gòu)成最簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電源控制回路（反饋回路），實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，如圖所示，Vs為輸出電壓Vo分壓后的提供給TL431誤差放大器反相端的采樣型號(hào)，該采樣信號(hào)Vs通過(guò)光耦二極管、TL431、電阻R1轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)IF，然后傳輸?shù)焦怦钶敵龆?，形成誤差信號(hào)Vea，與PWM控制器的三角波Vt進(jìn)行比較，得到矩形脈沖（具有一定占空比的PWM信號(hào)Vb），然后調(diào)節(jié)功率級(jí)器件的導(dǎo)通、截止時(shí)間，達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。

　　反饋環(huán)路的穩(wěn)定性對(duì)開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)是非常重要的，如果沒(méi)有足夠的相位余量和增益余量，電源的動(dòng)態(tài)特性就會(huì)變差或直接導(dǎo)致輸出振蕩，使產(chǎn)品損壞或者縮短使用壽命。

　　在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源控制回路時(shí)，要充分考慮反饋環(huán)路的穩(wěn)定性，使其具有負(fù)反饋特性：為了使產(chǎn)品能工作在最?lèi)毫拥那闆r時(shí)，仍保持穩(wěn)定，理論至少需要45°的相位余量。

　　圖紅框的器件要素就構(gòu)成一個(gè)具有2型補(bǔ)償?shù)姆答伃h(huán)路。TL431是開(kāi)關(guān)電源次級(jí)反饋?zhàn)畛Ｓ玫幕鶞?zhǔn)和誤差放大器件，其供電方式不同對(duì)它的傳遞函數(shù)有很大的影響。在研發(fā)設(shè)計(jì)階段，工程師一般都會(huì)借助環(huán)路測(cè)試儀器，調(diào)試環(huán)路的穩(wěn)定性，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性。

　　光耦在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用主要是提供初級(jí)輸入與次級(jí)輸出間的電氣隔離、與TL431組合的反饋控制環(huán)路，所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循下列原則：

　　1、根據(jù)產(chǎn)品輸入、輸出間的隔離耐壓，選擇符合國(guó)內(nèi)、國(guó)際相關(guān)隔離擊穿電壓標(biāo)準(zhǔn)的光耦；

　　2、電流傳輸比（CTR）的理想范圍是50%～200%。這是因?yàn)楫?dāng)CTR過(guò)小時(shí)，光耦中的LED需要較大的工作電流，這會(huì)增大光耦的功耗；當(dāng)CTR過(guò)大時(shí)，在電路啟動(dòng)或者負(fù)載突變時(shí)，有可能影響正常輸出；

　　3、優(yōu)先選擇線(xiàn)性光耦，因?yàn)镃TR值在一定的范圍內(nèi)，具有較好的線(xiàn)性調(diào)整。