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线性光耦HCNR201在模拟电压测量中的应用
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2021-01-20
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1 引 言 在工业测量和控制系统中,为防止外界的各种干扰,必须将测量系统和计算机系统进行电气隔离。常用的隔离措施有变压器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。与变压器隔离、电容耦合隔离相比,光耦体积小,价格便宜,隔离电路简单且可以完全消除前后级的相互干扰,具有更强的抗干扰能力。 对于数字信号的隔离,使用一般的光耦器件隔离就能达到很好的效果。然而一般的光耦具有较大的非线性电流传输特性且受温度变化的影响较大,对于模拟信号的传输其精度和线性度难以满足系统要求。为了能更地传送模拟信号,用线性光耦隔离是的选择。线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化,它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带
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线性光耦线性光耦HCNR201在模拟电压测量中的应用在模拟电压测量中的应用
1 引 言 在工业测量和控制系统中,为防止外界的各种干扰,必须将测量系统和计算机系统进行电气隔离。
常用的隔离措施有变压器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。与变压器隔离、电容耦合隔离相比,光耦体积小,
价格便宜,隔离电路简单且可以完全消除前后级的相互干扰,具有更强的抗干扰能力。 对于数字信号的隔
离,使用一般的光耦器件隔离就能达到很好的效果。然而一般的光耦具有较大的非线性电流传输特性且受温度
变化的影响较大,对于模拟信号的传输其精度和线性度难以满足系统要求。为了能更地传送模拟信号,用线性
光耦隔离是的选择。线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化,它为模拟信号传输中隔离电路的简单
化、高精度化带
1 引 言
在工业测量和控制系统中,为防止外界的各种干扰,必须将测量系统和计算机系统进行电气隔离。常用的隔离措施有变压
器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。与变压器隔离、电容耦合隔离相比,光耦体积小,价格便宜,隔离电路简单且可以完全消
除前后级的相互干扰,具有更强的抗干扰能力。
对于数字信号的隔离,使用一般的光耦器件隔离就能达到很好的效果。然而一般的光耦具有较大的非线性电流传输特性且
受温度变化的影响较大,对于模拟信号的传输其精度和线性度难以满足系统要求。为了能更地传送模拟信号,用线性光耦隔离
是的选择。线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化,它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带来了方便。
本文以avago公司的hcnr201线性光耦为例说明线性光耦的内部原理及隔离电路的原理。
2 hcnr201线性光耦隔离原理
线性光耦hcnr201内部结构原理如图1所示。hcnr201由一个高性能发光二极管led和两个相邻匹配的光敏二极管pd1和pd2
组成,这两个光敏二极管有完全相同的性能参数。led是隔离信号的输入端,当有电流流过时就会发光,两个光敏二极管在有
光照射时就会产生光电流,hcnr201的内部封装结构使得pd1和pd2都能从led得到近似光照,且感应出正比于led发光强度的光
电流。光敏二极管pd1起负反馈作用用于消除led的非线性和偏差特性带来的误差,改善输入与输出电路间的线性和温度特性,
稳定电路性能。光敏二极管pd2是线性光耦的输出端,接收由led发出的光线而产生与光强成正比的输出电流,达到输入及输出
电路间电流隔离的作用。正是hncnr201内部的封装结构、pd1与pd2的严格比例关系及pd1负反馈的作用保证了线性光耦的高
稳定性和高线性度。
图1 线性光耦hcnr201内部结构
3 线性光耦hcnr201隔离电路
3.1 工作原理
hcnr201的led、pd1及运放a1等组成隔离电路的输入部分,pd2及运放a2等组成隔离电路的输出部分。设隔离电路输入电
压为vin,输出电压为vout,led上电流为if,二极管pd1上产生的电流为ipd1,二极管pd2上产生的电流为ipd2,如图2所示。
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weixin_38665775
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