[实用新型]一种四通道隔离电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种四通道隔离电路。

背景技术

在电子技术领域中，存在一部分可靠性要求较高的场合，需要两台电源并联输出供电，不间断供电，即，当一台电源损坏时，另一台电源可以正常输出，从而维持系统的正常运转。但是，如果电源的输出不作任何的处理，当一台电源损坏时，而且损坏的状态为输出端短路，则会造成并联使用的另一台电源被短路，供电会间断。

为了解决这个问题，一般地，在两台电源的输出端分别串联一个二极管D1和D2，当其中一台电源短路时，二极管反向截止，则并联使用的另一台电源的输出电流无法流入损坏的电源中，从而维持另一台电源的正常输出。但是存在不足之处，由于供电系统的电源输出的是低压大电流，电源输出电流较大，二极管D1、D2的损耗极大，会造成电源转换效率低下和二极管过热损坏的问题。

在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式。但对于光耦反馈的各种连接方式及其区别，目前尚未见到比较深入的研究。而且在很多场合下，由于对光耦的工作原理理解不够深入，光耦接法混乱，往往导致电路不能正常工作。本研究将详细分析光耦工作原理，并针对光耦反馈的几种典型接法加以对比研究。

常见的几种连接方式及其工作原理：

常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，介绍这类光耦的特性。

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2.5V的电压误差放大器，所以在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。

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，或者把PWM芯片(如UC3525)的内部电压误差放大器接成同相放大器形式，com信号则接到其对应的同相端引脚。

常见的第2种接法，与第1种接法不同的是，该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的误差放大器输出端，而芯片内部的电压误差放大器必须接成同相端电位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。

常见的第3种接法，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。

常见的第4种接法，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。

上述接法中虽然都能有效的起到隔离作用，但是当有大的纹波电流或干扰的时候，容易对外部电路或光耦造成损坏，影响电路的稳定性。

随着计算机网络以及通信技术的发展，嵌入式系统的应用已经渗入到国民经济的各个方面，它的发展程度关系到国民经济的稳定可持续发展，目前在实现嵌入式设备功能的前提下，嵌入式设备朝着小型化、智能化的方向在不断发展。嵌入式设备的发展趋势使得嵌入式系统的模拟电源和数字电源之间易于相互干扰，这大大影响到系统的稳定性。

当前，电源隔离的设计主要采用光电耦合器或者采用变压器隔离的方法。如现有技术中专利申请CN202059376U公开了一种单电源隔离放大器，通过光电耦合器和运算放大器构成的电路来实现电源的隔离功能；专利申请CN2052589U中公开了一种超微型模拟电源隔离变压器来实现电源的隔离的设计方法；上述现有技术均不同程度地存在电路结构复杂、器件较多、价格昂贵，而且会占用大量的印制电路板(PCB，PrintedCircuitBoard)空间的缺点。

实用新型内容

本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种四通道隔离电路。