Dans un circuit d'alimentation, la fonction principale de l'optocoupleur est d'assurer l'isolation lors de la conversion photoélectrique et d'éviter les interférences mutuelles. Son rôle de sectionneur est particulièrement important.
Le signal circule dans un seul sens. L'entrée et la sortie sont totalement isolées électriquement. Le signal de sortie est sans incidence sur le signal d'entrée. Ce dispositif présente une forte immunité aux interférences, un fonctionnement stable, est sans contact, offre une longue durée de vie et un rendement de transmission élevé. L'optocoupleur est un composant développé dans les années 1970. Il est aujourd'hui largement utilisé dans l'isolation électrique, la conversion de niveau, le couplage interétage, les circuits de commande, les circuits de commutation, les hacheurs, les multivibrateurs, l'isolation de signaux, l'isolation interétage, les circuits d'amplification d'impulsions, les instruments numériques, la transmission de signaux longue distance, les amplificateurs d'impulsions, les dispositifs à semi-conducteurs, les relais statiques (SSR), l'instrumentation, les équipements de communication et les interfaces micro-ordinateurs. Dans une alimentation à découpage monolithique, l'optocoupleur linéaire est utilisé pour former le circuit de rétroaction de l'optocoupleur, et le rapport cyclique est modifié en ajustant le courant de la borne de commande afin d'obtenir une régulation de tension précise.
La fonction principale d'un optocoupleur dans une alimentation à découpage est d'isoler le circuit, de fournir un signal de rétroaction et de commuter. L'alimentation de l'optocoupleur est assurée par la tension secondaire du transformateur haute fréquence. Lorsque la tension de sortie est inférieure à la tension Zener, l'optocoupleur est activé, ce qui augmente son rapport cyclique et donc la tension de sortie. Inversement, sa désactivation diminue le rapport cyclique et la tension de sortie. En cas de surcharge du transformateur haute fréquence ou de défaillance du circuit de commutation, l'optocoupleur n'est plus alimenté. Il empêche ainsi le circuit de commutation de vibrer, protégeant les transistors de commutation contre la surchauffe. L'optocoupleur est généralement utilisé avec un TL431. Deux résistances sont connectées en série à la borne TL431 pour être comparées aux valeurs mesurées par le comparateur interne. Ensuite, en fonction du signal de comparaison, la résistance de masse de l'extrémité 431 kΩ (côté où l'anode est connectée à l'optocoupleur) est contrôlée, ce qui régule la luminosité de la diode électroluminescente (DEL) intégrée à l'optocoupleur (qui comporte des DEL d'un côté et des phototransistors de l'autre). L'intensité lumineuse traversant le transistor est ainsi ajustée. La résistance à l'extrémité CE du transistor situé à l'autre extrémité est contrôlée, ce qui modifie la puce de commande de la DEL et ajuste automatiquement le rapport cyclique du signal de sortie afin de stabiliser la tension.
Lorsque la température ambiante varie brusquement, la dérive thermique du facteur d'amplification est importante, ce qu'un optocoupleur ne doit pas reproduire. Le circuit d'optocoupleur est un élément essentiel d'une alimentation à découpage.
Date de publication : 3 mai 2022