《线性光耦HCNR200中文数据手册-修订编选》由会员分享，可在线阅读，更多相关《线性光耦HCNR200中文数据手册-修订编选（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 3.3.3 HCNR200/201 性能描述 HCNR200/201 是一种高线性度模拟光电耦合器，如图 3-7 所示，它由一个 AlGaAs 制作成的高性能发光二极管和两个结构相同的光电二极管组成。 发光二极管具有稳定的 光输出，可用来监控。两个光电二极管可以同时接收发光二极管输出的信号。 HCNR200/201 采用先进的封装形式，保证了光耦的高线性度和稳定的增益特性。 图 3-7 HCNR200 封装图 HCNR200/201 可以用于隔离模拟信号,具有良好的稳定性、线性度、频带宽和低成 本等特性。HCNR200/201 具有非常灵活的特性,可设计相应的应用电路，能够在许多不 同的
2、模式下进行操作,包括:单极/双极、 ac / dc 和反向/正向。 HCNR200/201 很好的解决了 许多模拟隔离问题。 HCNR200/201 产品特点有非线性度高，数值为 0.01%；HCNR200 传递增益(IPD2 / IPD1K3)为15%，HCNR201 的传递增益为5%；增益温度系数为-65ppm / ；带宽 1 兆赫；封装形式分为 8 引脚 DIP 和贴片两种；HCNR200/201 允许灵活的电路设计。 2 图 3-8 HCNR200 内部管脚图 HCNR200/201 主要应用在低成本的模拟信号隔离、工业过程控制、电子反馈回路、 监测电机电源电压、医疗等领域。其内部结构
3、图如图 3-8 所示。 图 3-8 说明了 HCNR200/201 是一种高线性度的光耦。它由一个发光二极管(LED) 和两个同种工艺的光电二极管组成。其中一个光电二极管(PD1)在隔离电路的输入部分， 另一个光电二极管(PD2)构成隔离电路的输出部分。由于光耦的封装,使每一个光电二极 管可从 LED 上接收大致相同数量的光线。 放大器与 PD1 组成的外部反馈电路可用来监控发光二极管（LED）发出的光，并且 可以补充流过 LED 的电流起到对 LED 的调节作用。使得 LED 输出的光信号更加稳定， 当 PD2 接收到光信号后， 可以再通过另一个运算放大器把接收到的电流信号转化为电压 信号。
4、 图 3-9 HCNR200 功能分析图 如图 3-9 所示，运用 HCNR200/201 光耦实现了一个简单的隔离放大电路。该电路 由 HCNR200/201 高精度线性光耦和两个电阻组成，这个电路虽然简单，但是正常功能 是非常有用的。如图 3-10 所示，是由该电路和几个电容元器件组成的实际隔离放大电 路。 图 3-10 HCNR200 功能分析图 从图 3-9 的输入部分电路我们不能明显的观察到隔离的效果。简而言之，集成运放 A1 可以调节流过 LED 的电流，PD1( 1PDI )可以维持集成运放输入端保持在 0 V。例如， 提高输入电压，使得集成运放 A1 的同向输入端由负值接近 0
5、V，使得 1PDI 增大，由于 3 PD1 把同向输入端和地连接在一起， 使得输入信号导入地面， 同向输入端输入继续增加， 接近 0V，如果 A1 是理想运放，则 A1 的输入为 0 ，因此所有的电流流经 PD1、R1。 所以 1PDI ，等于 1INVR 。 从本质上讲，如果是这样，A1 调整放大器 11 = PDINVIR 由此可知， 1PDI 的大小仅取决于输入电压的大小、R1 的阻值和 LED 的发光强度。 如果 LED 的发光强度随温度的变化，那么就可以通过 A1 的调节使得流过 LED 的电流 If 和流过 PD1 的电流保持恒定，电流 1PDI 和输入电压 Vin 成正比，即能得
6、出输入电压 Vin 和电流 1PDI 的线性关系。 发光二极管的输入光功率和输入电流 If 保持线性关系。因此 LED 的发光强度完全 由输入电流 If 决定，因此流过 1PDI 、 2PDI 的电流也更加稳定。 HCNR200 的封装形式决定了落在两个光电二极管 PD1、 PD2 上光的数量， 以及 1PDI 、 2PDI 的比值。在一定时间和稳定的温度下，流过两个光电二极管电流的比值可以表示为 一个常数 K， 那么 2 1 = PD PD k I I 集成运放 A2 和电阻 R2 组成了一个放大器把电流转化为电压，即 22 = PDOUTVIR 上述三个方程联立，即可表示出输入电压和输出电
7、压之间的关系： () 21 = OUTIN k VVR R 因此，由于 LED 的独立稳定的输出特性，Vin 和 Vout 之间的关系不变。可以通过 调节 R1 、R2 之间的比值调节运算放大电路的比率。而流过两个光电二极管电流的比 值k可以认为是定值。 如图 3-9 所示电路图是为了解释电路的基本操作而简化的电路。 而图 3-10 所示电路 图，是一个实际的电路图，需要添加其他元器件稳定输入部分流过 LED 的电流，从而 优化电路的性能。5-8 4 图 3-11 交流信号隔离电路 如图 3-11 所示双极型模拟信号隔离电路仅由一个线性光耦构成，可产生两个输出 信号：输出的模拟信号与输入信号成
8、正比，输出的数字信号可以判断输入信号正负。该 电路为非常实用的应用电路，在交流信号隔离电路中应用在输出部分，该电路的主要优 势是具有良好的线性度和偏移量，而运用单一运放，则没有平衡调节的作用。 为了得到高精度的双极性线性信号， 以及通过下面极性判断电路得到相对应的正负 极性判断情况。从这条支路上可获得高线性度的信号，利用单光耦 TP-521 和一个输入 电阻，保证了和主电路相同的变化，能够判断出输入信号的正负极性，交流信号隔离电 路得到的信号，与极性判断电路得到的信号极性有一定的差异，是本电路的难点之一。 交流信号隔离电路非常类似于上文所示电路。如上所示，只运用一个线性光耦。因 为运用二极管可以实现电流的单向流动，电路中运用两个二极管（D1 和 D2） ，当输入 为正向时，信号通过 D1 通向集成运放 A1；当输入信号为负向时，信号通过 D2 通向集 成运放 A2。在通常情况下，正向电压下降将会导致二极管出现非线性和精度问题。然 而，如果再加一个运算放大器，可以为电路提供一个合适的偏置电压，并且减弱有二极 管引发的精度问题。 二极管 D3 和 D4 在电路中起到的作用不同，D3 和 D4 可以保持通过运算放大器的 信号极性独立，而且它们输出信号的之间压降决定发光二极管 PD1 的发光强度。
