在隔离式电源的设计中，光耦合器扮演着至关重要的角色，它能够跨越隔离边界传递反馈信号。光耦合器主要由发光二极管 (LED) 和光电探测器组成，当电流流经 LED 时，会有与之成比例的电流流经光电探测器。而电流传输比 (CTR) 就是衡量从 LED 到光电探测器电流增益的重要参数，不过其通常具有较宽的容差范围。因此，在设计隔离式反馈网络时，必须充分考虑光耦合器以及所有决定大信号增益的其他元件的容差。否则，很容易导致产品投入生产后出现故障。

图 1 所示的隔离式反馈网络原理图是一种常见的实现方式。其中，TI 的 TL431 包含误差放大器和基准，R3 和 R5 构成的电阻分压器以及 TL431 的内部基准用于设置输出电压。反馈网络通过改变脉宽调制 (PWM) 控制器反馈引脚上的电压，来控制传送到电源输出的功率。当输出电压 (VOUT) 变高时，TL431 阴极会通过光耦合器拉取更多电流，从而将反馈引脚拉低；当 VOUT 变低时，TL431 阴极从光耦合器拉取的电流较少，从而允许反馈引脚拉高。

为了确保此电路在整个动态工作范围内都能有效地驱动控制器的反馈引脚，必须全面考虑所有主要变量的差情况容差，并进行合理的设计。以下是具体的设计步骤：

步：确定控制器反馈引脚的动态工作范围

由于不同的控制器具有不同的特性，因此在执行该任务时，需要仔细研究其数据表。例如，若使用 UCC2897A 来控制 12V 输出有源钳位正激式转换器，通过阅读 UCC2897A 数据表中的 “详细引脚说明”，可以得知反馈引脚上 2.5V 的电压可实现零占空比，而 4.5V 的反馈电压可实现占空比。此外，UCC2897A 还提供 5V 基准，可用于通过图 1 中的 R6 对光耦合器中的光电探测器进行偏置，该基准的值为 4.75V，值为 5.25V。假设使用具有 1% 容差的 1kΩ 电阻器作为 R6，通过相关公式计算所需的流经光耦合器光电探测器的电流范围。

此电路必须能够驱动 R6 的电流在 0.25mA 至 2.78mA 范围内。通过提供电阻器 R2，TL431 的阴极能够使电压升高到足够高的水平，从而消除光耦合器 LED 中的电流。所以，在电路设计中可以保证的 R6 电流，只需着重考虑提供 R6 电流即可。

第二步：计算光耦合器在坏情况下的 CTR

市场上有多个制造商提供器件型号中带有 “817” 的光耦合器，并且它们彼此引脚对引脚兼容，不同的光耦合器通过器件型号中的单个字母后缀来表示不同的 CTR 范围。表 1 展示了具有不同 CTR 范围的 817 器件示例，不过此 CTR 范围未考虑温度和偏置电流的影响。表 1 和图 3 重现了光耦合器数据表中的图表，全面汇总了温度和偏置电流的影响。

假设希望电源在 ?40°C 至 85°C 的环境中运行。根据图 2 可知，在 85°C 时需要将 CTR 乘以约 0.7。若选择 817 的 “A” 版本，其 CRT 可低至 56%。将公式 1 的结果除以 0.56 可得出，可能需要至少 4.96mA 的 LED 电流（不考虑偏置电流的影响）。从图 3 可以看出，4.96mA 处的偏置电流影响可以忽略不计。

第三步：设置 R1 的值以确保 TL431 在所有条件下都能够充分驱动光耦合器

这是该设计过程的一步。TL431 的阴极电压为 2.5V，光耦合器 LED 的正向压降可高达 1.0V。通过公式 3 可以计算出 R1 的值，以确保实现稳压。

在该电源中，如果使用大于 1.7kΩ 的 R1 值，可能会导致 TL431 无法驱动 LED 中足够的电流来维持稳压。一旦光耦合器缺少电流，输出电压将持续上升，直到有适当的 LED 电流量流过光耦合器。这会造成输出端出现过压情况，并且在较高温度下出现过压情况的可能性更大。