第4章開關(guān)量輸入輸出的隔離技術(shù)

1、TLP521-1TLP521-2TLP521-4圖圖4.1 TLP521的各種封裝及引腳排列的各種封裝及引腳排列工作頻率不高，一般限制在工作頻率不高，一般限制在10KHZ以內(nèi)以內(nèi)（1）R1可按驅(qū)動電流510mA來選擇（2） R2可取2.2K10K，VCCX=+5V時，R2可取3.3K VCCIN1VCC XDOUTGNDXR1R2TLP521基本的光隔電路（一）基本的光隔電路（一）圖圖4.2 基本的光隔電路（基本的光隔電路（a）（1）（2） VCCX=+5V時，時， R4去掉去掉 VCCX=+12V時，時，R4取取6.8K(或改用或改用ULN2004） VCCX=+24V時，時，R4取取20K

2、(或改用或改用ULN2002） VCCIN1VCC XULN2003R3R4TLP521基本的光隔電路（二）基本的光隔電路（二）圖圖4.2 基本的光隔電路（基本的光隔電路（b） 對波形要求較高的場合，應使用高頻特性好的光隔對波形要求較高的場合，應使用高頻特性好的光隔如如4N25(300KHZ)、4N35(300KHZ)、6N136(2MHZ)光敏二極管的開關(guān)時間光敏二極管的開關(guān)時間通常比光敏三極管小通常比光敏三極管小影響工作頻率的因素：影響工作頻率的因素：（1）負載電阻，越小，開關(guān)速度越快）負載電阻，越小，開關(guān)速度越快,最好不小于最好不小于1000（2）基極電阻，一般?。┗鶚O電阻，一般取50K

3、100KLED+LED-NCBCEDINDOUT7406R1R1100kR3550VCCVCC X4N35GNDX74LS14圖圖4.6 可以工作到可以工作到115.2波特的波特的光隔電路光隔電路（1）VCCX取取5V時，負載電阻時，負載電阻R3應取應取2.2K3.3K（2）74LS14用于整形用于整形DINDOUT7406R1R32.2KVCCVCC X6N136GNDX74LS14圖圖4.7 用用6N136的的光隔電路光隔電路效率高、體積小、以小電流應用為主效率高、體積小、以小電流應用為主（1）ICL7660 輸入：輸入：1.5V10V 輸出：輸出：（2）MAX640/MAX848 輸入：

4、輸入：5V 輸出：輸出：3.3V（3）MAX735 輸入：輸入：4V6.2V 輸出：輸出：5V（4）MAX737 輸入：輸入：4V8.6V 輸出：輸出：15V單電源輸出變換器單電源輸出變換器（1）MAX742 輸入：輸入：4.2V10V 輸出：輸出：12V， 15V, 2A（2）MAX743 輸入：輸入：5V 輸出：輸出： 12V， 15V, 100mA 雙電源輸出變換器雙電源輸出變換器集成運算放大器、集成運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器常用雙電源轉(zhuǎn)換器常用雙電源（1）固定電壓輸入（用于信號隔離）固定電壓輸入（用于信號隔離） 寬電壓輸入（用于未經(jīng)穩(wěn)壓的輸入電壓）寬電壓輸入（用于未經(jīng)穩(wěn)壓的輸入電壓）（2）

5、輸出電流應按系統(tǒng)最大工作電流的）輸出電流應按系統(tǒng)最大工作電流的1.21.5倍選取倍選?。?）盡量選用經(jīng)穩(wěn)壓的。）盡量選用經(jīng)穩(wěn)壓的。CinCoutVin+VOUTGND-VOUT100uf,25V圖圖4.11 DC-DC變換器模塊的使用電路變換器模塊的使用電路5V12V:Cin 100uf,25V24V48V:Cin 10uf,100VCinCoutVin+VOUTGND-VOUT100uf,25V濾波電容的選取濾波電容的選取MAX1480用于用于RS-485半雙工網(wǎng)絡半雙工網(wǎng)絡MAX1490用于用于RS-422全雙工網(wǎng)絡全雙工網(wǎng)絡MAX3157全雙工或半雙工，但不是真正的隔離全雙工或半雙工，但

6、不是真正的隔離典型芯片及用途典型芯片及用途圖圖4.12 RS-485/RS-422 4.12 RS-485/RS-422 隔離集成電路隔離集成電路隔離電容隔離電容應用特點應用特點：提供隔離提供隔離電容、隔電容、隔離電壓離電壓50V（1）AD202/2042端口，變壓器耦合端口，變壓器耦合 隔離電壓高達隔離電壓高達2000V 共模抑制比高共模抑制比高130db，信號最高頻率，信號最高頻率5KHZ 供電電壓供電電壓15V，可提供，可提供7.5V電源電源(0.4mA/2mA)（2）MAX2103端口，變壓器耦合端口，變壓器耦合 隔離電壓高達隔離電壓高達2500V 共模抑制比高共模抑制比高120db,

7、信號最高頻率可達信號最高頻率可達20KHZ 供電電壓供電電壓15V, 可提供可提供15V電源（電源（5mA）（3）ISO1001光電耦合光電耦合常見模塊常見模塊（1）AD202 :2端口，隔離電壓端口，隔離電壓2000V圖圖4.13 4.13 低成本線性隔離放大器低成本線性隔離放大器AD202AD202增益增益1：1反相輸入反相輸入同相輸入同相輸入應用舉例應用舉例-電機的電流檢測電機的電流檢測（2）AD210:圖圖4.14 AD2104.14 AD210結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖3端口，寬頻帶隔離放大器，頻率端口，寬頻帶隔離放大器，頻率20Hz、隔離電壓、隔離電壓2500V、輸出阻抗低、輸出阻抗低供電供

8、電15V增益增益1：1圖圖4.15 AD2104.15 AD210的基本應用電路的基本應用電路同相輸入同相輸入反相輸入反相輸入應用舉例應用舉例-熱電偶測量熱電偶測量（1）輸入電流僅需）輸入電流僅需5mA（有的更低），（有的更低），OC門輸出，通門輸出，通信速率可達信速率可達10M波特以上，有極高的抗共模干擾性能和波特以上，有極高的抗共模干擾性能和極高的隔離耐壓極高的隔離耐壓（2） 有單路、雙路、四路多種封裝有單路、雙路、四路多種封裝圖圖4.17 4.17 單路封裝單路封裝圖圖4.19 4.19 雙路封裝雙路封裝特點及常見模塊特點及常見模塊適用適用于多路邏輯隔離，如于多路邏輯隔離，如并行并行A/

9、D,D/A特點特點：有極高的電流傳輸比，：有極高的電流傳輸比，達到達到1500%。發(fā)光二極管。發(fā)光二極管最小驅(qū)動電流最小驅(qū)動電流0.5mA，5mA時工作頻率最高時工作頻率最高圖圖4.18 4.18 6N137典型應用典型應用電路電路( (單路）單路）（1）輸出）輸出3.3V,+5V,TTL/CMOS兼容兼容（2）工作頻率可達）工作頻率可達100M波特波特（3）隔離電壓高達）隔離電壓高達2500V圖圖4.21 4.21 單路單路圖圖4.21 4.21 單路單路圖圖4.22 4.22 三種器件輸入三種器件輸入/ /輸出的方向輸出的方向4.4 4.4 新型的光電隔離產(chǎn)品新型的光電隔離產(chǎn)品種類：種類：

10、 微電流隔離器件微電流隔離器件 4mA 4mA20m20m專用專用光電隔離器件光電隔離器件 高頻高頻隔離器件隔離器件 智能功率模塊（智能功率模塊（IPM）專用驅(qū)動隔離模塊）專用驅(qū)動隔離模塊4.4.1 4.4.1 微電流微電流光電隔離器件光電隔離器件典型器件：典型器件： HCPL-2200/2219HCPL-2200/2219：驅(qū)動電流：驅(qū)動電流1.6mA1.6mA、通信速率、通信速率2.5Mb2.5MbHCPL-2300/0300HCPL-2300/0300：驅(qū)動電流：驅(qū)動電流0.5mA0.5mA、通信速率、通信速率8Mb 8Mb 電源電源:多數(shù)情況下多數(shù)情況下 5V供電供電直接直接相連相連H

11、CPL-2300/0300典型應用電路典型應用電路加速加速電容電容OC門驅(qū)動門驅(qū)動HCPL-2300/0300典型應用電路典型應用電路RS-485直接驅(qū)動直接驅(qū)動HCPL-2300/0300不平衡式電路不平衡式電路通信距離不宜超過通信距離不宜超過 100m波形失真波形失真：長導線導致：長導線導致長線驅(qū)動長線驅(qū)動應改用平衡式應改用平衡式RS-485RS-485隔離接收電路隔離接收電路平衡式平衡式RS-485RS-485隔離接收電路隔離接收電路改善波形失真，信號品質(zhì)大大提高，但電路復雜改善波形失真，信號品質(zhì)大大提高，但電路復雜4.4.2 4.4.2 線接收器專用電路線接收器專用電路使用注意：勿須使用端接電阻，輸入接至使用注意：勿須使用端接電阻，輸入接至IN+IN+和和IN-IN-，輸，輸出出OCOC門應接上拉電阻。門應接上拉電阻。 適用：使用適用：使用RS-485RS-485驅(qū)動的點對點應用驅(qū)動的點對點應用HCPL2602/12HCPL2602/12驅(qū)動實例：驅(qū)動實例：屏