線性光耦隔離檢測(cè)電壓電路

圖1.TIL300圖1.TIL300線性光耦隔離檢測(cè)電壓電路耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)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(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)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(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，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(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)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(hào)時(shí)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：帶寬＞200Kz；傳輸增益穩(wěn)定度為±0.05%/°C峰值隔離電壓為3500VTIL300是一個(gè)由紅外光LED照射分叉配置的隔離反饋光二極管和一個(gè)輸出光二極管組成該器件采用特殊制造技術(shù)來(lái)補(bǔ)償LED時(shí)間和溫度特性的非線性，使輸出信號(hào)與發(fā)出的伺服光通量成線性比例。電容C防止電路產(chǎn)生震蕩。TIL300內(nèi)部DO是發(fā)光二極管，其工作電流電If可選為10mA°Dl,D2為光敏二極管，他們受DO的激發(fā)分別產(chǎn)生電流Ip1和Ip2,其大小與If有關(guān)：I=K衛(wèi)TOC\o"1-5"\h\zp1 1fI=Kp22f其中Ki—、K2皿表明Ipi，，p2隨If的變化,可稱為光耦合函數(shù)。由于D1,D22f f用相同的工藝做成并與DO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)：\o"CurrentDocument"IK□I （1）K=P2=2fIK□Ip11f實(shí)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0.75?1.25.。U1構(gòu)成一個(gè)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：V?I□R （2）i p11U2是一個(gè)電壓跟隨器，輸出電壓V0等于輸入段電壓：V?I□R（3）i p22于是電路的增益可由1=Lp2□R2=KRVIR Ri P1 1 1(4)由于V的電壓是由R3、R4、R5分壓后輸入U(xiǎn)1同向端，所以：V=Ei R3+R5于是：=KER R于是：=KER R52 RR3+R51(6)可以看出輸出V0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(huì)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(méi)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(shí)，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(cè)的電壓。4、 輸出的V0可送于單片機(jī)檢測(cè)和處理，每一交流高電壓對(duì)應(yīng)一E值，每一E值對(duì)應(yīng)一輸出電壓V0。由式V=KE電鼻 整個(gè)電路輸出電壓與輸入0RR3+R5電流的比例關(guān)系可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R1、R2、1R3、R5來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于按照線性光耦的技術(shù)說(shuō)明，發(fā)射端和兩個(gè)接受端都使用時(shí)能在一定范圍有良好的線性度，因此，本電路將線性光耦的DO,DI,D2端都配置了相關(guān)電路。其他線性光耦芯片介紹3LEDKWLED陽(yáng)極PD1陰撩PDlffl?FD2陰極3LEDKWLED陽(yáng)極PD1陰撩PDlffl?FD2陰極:. ■ PD2陽(yáng)極HCNR2OO/2O1是美國(guó)Agilent公司推出的一種性價(jià)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(jì)靈活的優(yōu)點(diǎn)，可以工作在單極／雙極、直流／交流、同相／反相等條件下，通過(guò)外接不同的分立器件，可以實(shí)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(Ipd2/Ipdl)傳遞增益HCNR200:(100±15)%HCNR201:（100±5）％耐壓:交流800V;直流1O00V增益溫度系數(shù)：-65ppm/°C帶寬：＞1MHz8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(hào)隔離；通信:Modem,PBX工業(yè)過(guò)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(guò)電流I