Die Hauptfunktion des Optokopplers im Stromversorgungskreis besteht darin, bei der fotoelektrischen Wandlung eine galvanische Trennung zu gewährleisten und gegenseitige Störungen zu vermeiden. Seine Trennfunktion ist in diesem Schaltkreis besonders wichtig.
Das Signal breitet sich unidirektional aus. Ein- und Ausgang sind vollständig elektrisch isoliert. Das Ausgangssignal beeinflusst den Eingang nicht. Optokoppler zeichnen sich durch hohe Störfestigkeit, stabilen Betrieb, kontaktloses Arbeiten, lange Lebensdauer und hohe Übertragungseffizienz aus. Sie sind neuartige Bauelemente, die in den 1970er Jahren entwickelt wurden. Heute finden sie breite Anwendung in der elektrischen Isolation, Pegelwandlung, Zwischenstufenkopplung, Treiberschaltungen, Schaltschaltungen, Choppern, Multivibratoren, Signal- und Zwischenstufenisolation, Impulsverstärkerschaltungen, digitalen Messgeräten, Fernsignalübertragung, Impulsverstärkern, Halbleiterbauelementen, Halbleiterrelais (SSRs), Instrumenten, Kommunikationsgeräten und Mikrocomputerschnittstellen. In monolithischen Schaltnetzteilen werden lineare Optokoppler zur Bildung von Optokoppler-Rückkopplungsschaltungen eingesetzt. Durch Anpassen des Steuerstroms am Steueranschluss wird das Tastverhältnis verändert, um eine präzise Spannungsregelung zu erreichen.
Die Hauptfunktion des Optokopplers in Schaltnetzteilen besteht in der Trennung, der Bereitstellung eines Rückkopplungssignals und dem Schalten. Die Stromversorgung des Optokopplers im Schaltnetzteil erfolgt über die Sekundärspannung des Hochfrequenztransformators. Wenn die Ausgangsspannung unterhalb der Zener-Spannung liegt, schaltet der Optokoppler ein und erhöht das Tastverhältnis, um die Ausgangsspannung zu steigern. Umgekehrt verringert das Ausschalten des Optokopplers das Tastverhältnis und damit die Ausgangsspannung. Bei Überlastung der Sekundärseite des Hochfrequenztransformators oder Ausfall des Schaltkreises wird der Optokoppler nicht mehr mit Strom versorgt. In diesem Fall verhindert der Optokoppler Vibrationen im Schaltkreis und schützt so die Schaltröhre vor Beschädigung. Der Optokoppler wird üblicherweise zusammen mit dem TL431 verwendet. Zwei Widerstände werden in Reihe an den 431r-Anschluss geschaltet und mit dem internen Komparator verglichen. Anschließend wird anhand des Vergleichssignals der Massewiderstand am 431-kΩ-Anschluss (dem Anschluss, an dem die Anode mit dem Optokoppler verbunden ist) gesteuert, wodurch die Helligkeit der Leuchtdiode im Optokoppler geregelt wird. (Auf der einen Seite des Optokopplers befinden sich Leuchtdioden, auf der anderen Seite Fototransistoren.) Die Intensität des durchtretenden Lichts wird durch die Steuerung des Widerstands am CE-Anschluss des Transistors auf der anderen Seite beeinflusst. Dadurch wird der LED-Treiberchip gewechselt und das Tastverhältnis des Ausgangssignals automatisch angepasst, um eine Spannungsstabilisierung zu erreichen.
Bei abrupten Änderungen der Umgebungstemperatur ist die Temperaturdrift des Verstärkungsfaktors groß, was mit einem Optokoppler nicht kompensiert werden sollte. Optokopplerschaltungen sind ein sehr wichtiger Bestandteil von Schaltnetzteilen.
Veröffentlichungsdatum: 03. Mai 2022