線性光耦隔離檢測電壓電路

1、線性光耦隔離檢測電壓電路耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（led），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終

2、端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機(jī)數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機(jī)工作的可靠性。線性光耦的電流傳輸特性曲線接近直線，并且小信號時性能較好，能以線性特性進(jìn)行隔離控制。線性光耦til300 ：主要技術(shù)指標(biāo)如下：1. 帶寬200kz；2. 傳輸增益穩(wěn)定度為0.05%/3. 峰值隔離電壓為3500v til300是一個由紅外光led照射分叉配置的隔離反饋光二極管和一個輸出光二極管組成。該器件采用特殊制造技術(shù)來補(bǔ)償led時間和溫度特性的非線性，使輸出信號與發(fā)出的伺服光通量成線性比例。 圖1.til300 電容c防止電路產(chǎn)生震蕩。til300內(nèi)部d0是發(fā)光二極管，其工作電

3、流電if可選為10ma。d1,d2為光敏二極管，他們受d0的激發(fā)分別產(chǎn)生電流ip1和ip2，其大小與if有關(guān)：其中 、 表明 ， 隨 的變化，可稱為光耦合函數(shù)。由于d1,d2用相同的工藝做成并與d0封裝在一起，因此，它們的光耦合函數(shù)變化規(guī)律一致，故可設(shè)： (1) 實際上可以把k看做常數(shù)，k的值是til300的電器參數(shù)，典型值為1。參數(shù)取值范圍為0.751.25.。 u1構(gòu)成一個負(fù)反饋放大器，其同相輸入端和反相輸入端的電壓應(yīng)近似相等，滿足： （2）u2是一個電壓跟隨器，輸出電壓v0等于輸入段電壓： （3）于是電路的增益可由 (4)由于的電壓是由r3、r4、r5分壓后輸入u1同向端，所以： (5)

4、于是： (6)可以看出輸出與e是線性關(guān)系。分析： 1、k的典型值為12、由于輸入的可能是220v左右的交流電壓，也可能是更低或更高的交流電壓，因此會涉及到變壓和整流電路，由于公司有220v交流電輸出12v的變壓整流電路模塊，因此沒有給出變壓整流電路。3、本電路也適合直流高壓電路，當(dāng)e為直流高壓時，就需調(diào)整r2、r1的值，在輸出端可以得到適合單片機(jī)檢測的電壓。4、輸出的v0可送于單片機(jī)檢測和處理，每一交流高電壓對應(yīng)一值,每一值對應(yīng)一輸出電壓v0。由式 整個電路輸出電壓與輸入電流的比例關(guān)系可通過調(diào)節(jié)電阻 r1、r2、r3、r5來實現(xiàn)。由于按照線性光耦的技術(shù)說明，發(fā)射端和兩個接受端都使用時能在一定范

5、圍有良好的線性度，因此，本電路將線性光耦的d0，d1，d2端都配置了相關(guān)電路。其他線性光耦芯片介紹：（1） hcnr200/201 h c nr 2 0 0/201是美國a g i l e n t 公司推出的一種性價比較高的模擬線性光耦隔離器，具有低成本、高線性度、高穩(wěn)定度、頻帶寬、設(shè)計靈活的優(yōu)點，可以工作在單極雙極、直流交流、同相反相等條件下，通過外接不同的分立器件 ，可以實現(xiàn)多種光電隔離轉(zhuǎn)換電路。其主要特性如下：非線性度：0.01 k3(ipd2ipd1)傳遞增益 hcnr200:(10015) hcnr201:(1005) 耐壓:交流800v;直流1o00v 增益溫度系數(shù):-65ppm 帶寬:i mhz 8引腳 dip和貼片兩種封裝形式 hcnr200/201適用的主要范圍包括： 低成本模擬信號隔離； 通信:modem,pbx 工業(yè)過程控制 熱電耦隔離: 4-20ma電流隔離hcnr200/201包括一只高性能的發(fā)光二極管（圖中的led），兩只極其相似的光電二極管（圖中的pd1和pd2）。當(dāng)led中流過電流if時。其發(fā)出的光會在pd1和p