光耦开关电源电路图大全（光电耦合器/可控精密稳压源）

光耦开关电源电路图（一）

在开关电源中电源反馈隔离电路由光电耦合器如PC817以及并联稳压器TL431所组成，其典型应用如图3所示。当输出电压发生波动时，经过电阻分压后得到取样电压与TL431中的2.5V带隙基准电压进行比较，在阴极上形成误差电压，使光耦合器件中的LED工作电流生产相应的变化，在通过光耦合器件去改变TOPSwitch控制端得电流大小，进而调节输出占空比，使Uo保持不变，达到稳压目的。

图3

反馈回路中主要元件的作用及选择：R1R4R5主要作用是配合TL431和光耦合器件工作，其中R1为光耦的限流电阻，R4及R5为TL431的分压电阻，提供必须工作电流以完成对TL431保护。

光耦开关电源电路图（二）

电源反馈隔离电路由光电耦合器PC817以及并联稳压器TL431 所组成，如图1所示，其中R2为光耦的限流电阻，R3 及R4 为TL431 的分压电阻，C1 作为频率补偿之用。光电耦合器的限流电阻R2 可由下式求得

  式1

其中 VF 为二极管的正向压降， IF 为二极管的电流。

若PC817 之耦合效率为η ，则所产生的集极电流IC 会与IF 之间关系式为：

IC =η . IF　　式2

此时反馈电压信号为：

Ｖf =Ic .R1　　　　式3

输出电压Vo ，则由TL431内部2.5V之参考电压求得：

光耦开关电源电路图（三）

应用原理

输出电压取样由R3与R4完成，TL431参考极接R3与R4之间，输出为5V时，TL431的参考极为2.5V，阴极电流稳定，当电源电压发生变化时，比如上升，则TL431参考极电压大于2.5V，则阴极电流增加，与此同时，光耦的LED电流增加，由于采用的是线性光耦，故光耦的输出电流也增加，TOP414G的C极电流增加后使得占空比降低，从而使得输出端电压降低，同时光耦的LED电流下降，当输出端电压降低到5V以下时，TL431参考极电压低于2.5V，阴极电流为0，光耦不工作，TOP414G的C无电流，他的占空比将上升以提高输出电压，由此实现负反馈稳压。

光耦开关电源电路图（四）

TLP521的原边相当于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变化而变化，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应尽量不通过光耦实现反馈。此外，使用这类光耦必须注意设计外围参数，使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。

通常选择TL431结合TLP521进行反馈。这时，TL431的工作原理相当于一个内部基准为2.5 V的电压误差放大器（输出的电压进行误差放大比较，然后将取样电压经过光电偶合器反馈控制脉宽占空比，达到稳定电压的目的），所以在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。

TL431是由德州仪器生产的可控精密稳压源，实物如图2-3所示。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从2.5V到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。图2-2所示为TL431引脚排列与使用连线图。

常见的光耦反馈第1种接法。Vo为输出电压，Vd为芯片的供电电压。com信号接芯片的误差放大器输出脚。注意左边的地为输出电压地，右边的地为芯片供电电压地，两者之间用光耦隔离。图2-3所示接法的工作原理如下：当输出电压升高时，TL431的1脚（相当于电压误差放大器的反向输入端）电压上升，3脚（相当于电压误差放大器的输出脚） 电压下降，光耦TLP521的原边电流If增大，光耦的另一端输出电流Ic增大，电阻R4上的电压降增大，com引脚电压下降，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压降低时，调节过程类似。

高于反相端电位的形式，利用运放的一种特性—当运放输出电流过大（超过运放电流输出能力）时，运放的输出电压值将下降，输出电流越大，输出电压下降越多。因此，采用这种接法的电路，一定要把PWM（脉冲宽度调制）芯片的误差放大器的两个输入引脚接到固定电位上，且必须是同向端电位高于反向端电位，使误差放大器初始输出电压为高。

图2-3所示接法的工作原理是：当输出电压升高时，原边电流If增大，输出电流Ic增大，由于Ic已经超过了电压误差放大器的电流输出能力，com脚电压下降，占空比减小，输出电压减小；反之，当输出电压下降时，调节过程类似。

常见的第3种接法，如图2-4所示。与第一种基本相似，不同之处在于多了一个电阻R6，该电阻的作用是对TL431额外注入一个电流，避免TL431因注入电流过小而不能正常工作。实际上如适当选取电阻值R3，电阻R6可以省略。调节过程基本上同1接法一致。

常见的第4种接法，如图2-4所示。该接法与第2种接法类似，区别在于com端与光耦第4脚之间多接了一个电阻R4，其作用与第3种接法中的R6一致，其工作原理基本同接法2。

反馈方式1、3适用于任何占空比（接通时间与周期之比）情况，而反馈方式2、4比较适合于在占空比比较小的场合使用。