别让反馈环路“掉链子”——第一部分：正确偏置光耦合器！

引言

在隔离型开关电源(SMPS)架构中，从输出（次级）侧到输入（初级）侧的反馈必须在不影响电气隔离的情况下进行传输。为了实现这一目标，通常的做法是将光耦合器与精密分流调节器（如LT1431）组合使用。分流调节器通过电阻分压器来监控SMPS的输出电压，并根据与期望设定点的偏差，调整流过光耦合器发光二极管(LED)的电流。

LED发出的光与正向电流(IF)成比例，光信号由初级侧的光电晶体管进行检测。该光电晶体管负责调制控制信号（通常位于脉宽调制(PWM)控制器的补偿引脚(COMP)），从而影响开关控制器的占空比。这种闭环反馈机制可确保输出电压在变化的负载和输入条件下保持稳定。

此环路的性能对光耦合器的偏置和补偿网络的设计非常敏感。不适当的偏置可能会引起非线性、饱和或响应迟缓，而补偿调整不当可能会导致不稳定或振荡。

什么是光耦合器偏置？

光耦合器的偏置是指设置正确的工作条件，具体而言是设置流过LED的正向电流及光电晶体管的集电极-发射极电压和电流，使得光耦合器在线性区域内工作。这对于反馈系统至关重要，因为光耦合器必须跨越隔离栅准确传输模拟信号。在隔离型SMPS中，光耦合器是次级侧电压检测与初级侧PWM控制器之间的桥梁。如果偏置不正确，反馈信号就会失真，导致电压调节不佳或不稳定。图1展示了光耦合器的内部结构及其在SMPS中用作反馈元件时的相关外部元件。

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