基于线性光耦HCNR200的电流检测电路设计与实现
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2010-05-03
15:11:55
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基于线性光耦 HCNR200 的电流检测电路设
计与实现
浙江大学生仪学院 生物医学工程 **** 学号******
[摘要]本文主要介绍了惠普公司的高线性度模拟光耦 HCNR200 的基本结构及工作原理。利
用该器件设计了一种模拟信号隔离来对医疗设备中电流检测的硬件电路，较好地解决了设
备中高电压、强电流很容易串入低压器件会将其烧毁的问题。线性光耦 HCNR200 可以较
好地实现模拟量与数字量之间的隔离，隔离电压峰值达 8000V；输出跟随输入变化，线性
度达 0.01％。在高稳定性、高线性度的模拟信号隔离的场合具有广泛的应用前景。
[关键词]线性光耦 HCNR200 模拟隔离 电流检测
1 引 言
在自动化检测系统、计算机数据采集系统、医疗设备控制系统等诸多工业测量中， 光
隔离是一种很常用的信号隔离形式。常用光耦器件及其外围电路组成。由于光耦电路简单
在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如 UART 协议的 20mA 电流环。对于模拟信
号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应
用。在信号采集的过程中，各种干扰信号都会随着被测量信号进入数字控制系统，这些信
号迭加在有用的被测信号上会使测量的准确度降低，造成控制系统的不稳定。为了实现电
平线性转换以及不把现场的电噪声干扰引入到数字控制系统中来，必须将被测电路和控制
电路在电气上实现隔离，光电隔离法和隔离放大器法是两种常用的模拟信号隔离方法。
隔离放大器内部集成有高性能的输入输出放大器、调制解调器、信号耦合变压器等单
元器件，通常采用磁耦合方法使放大器的输出和输入之间没有电气联系，从而隔离了干扰
源，抑制了干扰信号，完成对信号的放大。隔离放大器具有完全浮动的输入端和独立隔离
的输出端，并有良好的线性度和稳定性，还有较高的隔离电压和共模抑制比。但是隔离放
大器对于支流信号却不适用，价格比较高，只适用于要求较高的场合。光电隔离是常用且
方便有效的隔离方法，它是通过光电之间的相互转换，并利用光作为媒介进行信号传输，
在电气上使测量系统与现场信号完全隔离。光电隔离可以减小现场信号线以及地线干扰对
系统的影响，保证系统安全。此外，由于光电耦合器的输入阻抗小于干扰源的内阻，因而
使迭加于被测量信号上的干扰信号被极大地衰减，基本无法进入测量系统，从而保证测量
的准确度。光电隔离又分数字光电隔离和模拟光电隔离两种。数字光电隔离模拟信号成本
低，但由于数字光隔本身的非线性和光隔器件之间的非一致性，使得这种隔离电路线性度
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zhang62169372012-11-11参数选择部分不完整
qq_208367332021-02-24顶！！！！！！！！！！！！
geqihai
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