《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > 高壓隔離線性光耦放大電路設計
高壓隔離線性光耦放大電路設計
摘要: 該電路對各路信號進行放大、校正,,供A/D轉換使用,。我們采用線性光耦合放大電路,。線性光耦合器件TIL300的輸入輸出之間能隔離3500V的峰值電壓,可以有效地將測量通道與計算機系統隔離開來,,使計算機系統避免測量通道部分較高電壓的危害,,對信號放大的線性度也很好,。
Abstract:
Key words :

        該電路對各路信號進行放大、校正,,供A/D轉換使用,。我們采用線性光耦放大電路。線性光耦合器件TIL300的輸入輸出之間能隔離3500V的峰值電壓,,可以有效地將測量通道與計算機系統隔離開來,,使計算機系統避免測量通道部分較高電壓的危害,對信號放大的線性度也很好,。

        多路輸入和信號調理電路如圖1所示,。

        圖1中TIL300是光線光耦合器件,適合交流與直流信號的隔離放大,,主要技術指標如下:

        *帶寬>200kHz,;

        *傳輸增益穩(wěn)定度為±0.05%/℃;

        *峰值隔離電壓為3 500V,。

        C104是0.1μF的獨石電容,,防止電路產生震蕩。TIL300內部D0是發(fā)光二極管,,其電流工作點If可選為10mA,。D1、D2為光敏二極管,,它們受D0的激發(fā)分別產生電流Ip1和Ip2,,其大小與If有關:

        Ip1=K1·If

        Ip2=K2·If

        其中K1·If、K2·If表明Ip1,Ip2隨If的變化規(guī)律,,可稱為光耦合函數,。由于D1、D2用相同的工藝作成并與D0封裝在一起,,因此,,它們的光耦合函數的變化規(guī)律相當一致,故可設:

         K="Ip2"/Ip1=(K2·If)/(K1·If)    (1)

         實際上可以把K看作常數,,K的值是TIL300的電氣參數,,典型值為1。參數取值范圍為0.75~1.25,。

 多路輸入和信號調理電路如圖

        U1構成一個負反饋放大器,,其同相輸入端和反相輸入端的電壓應近似相等,即滿足式(2):

         Vi≈Ip1·R1     (2)

         U3是一個射極跟隨器,,輸入阻抗很高,,輸出電壓Vo等待輸入端電壓:

         Vo≈Ip2·R2     (3)

         于是高壓隔離線性光耦合放大電路的增益可由式(4)計算:

         Vo/Vi=(Ip2/Ip1)·(R2/R1)=K(R2/R1)     (4)

         由于被測量的蓄電池電壓是由R3、R4、R5分壓后輸入U1同相端的,,所以

         Vi="E"·[R5/R3+R4+R5]]     (5)

         E是蓄電池的端電壓,由此可得:

         Vo="K"·(R2/R1)·[R5/(R3+R4+R5)·E     (6)

         式(6)表明Vo與E是線性關系,。

 

         I+12V是個獨立電源,,用于U1和TIL300的輸入部分;±12V也是個獨立電源,,用于U3和TIL300的輸出部分,。這兩個電源的隔離對電路的高壓隔離性能有很大影響,應選用電源變壓器中兩組彼此有良好絕緣的線圈來制作,。

         微型繼電器輸入端串接的50Ω電阻是測量回路中的限流電阻,、防止意外短路或絕緣不良產生過大電流燒毀器件或毀壞蓄電池。由于U1運算放大器的輸入阻抗很高,,50Ω限流電阻對測量精度無影響,。這些限流電阻應選擇功率值大于1W的金屬膜電阻。

         調節(jié)電位器R4可以適應不同端電壓的蓄電池,。

          限于篇幅,,其它電路不再介紹。

         實際運行表明,,該電路整修系統運行狀況良好,。

此內容為AET網站原創(chuàng),未經授權禁止轉載,。