线性光耦隔离检测电压电路其中1、2引作为隔离信号的输入,3、4引脚用于反 馈,5、6引脚用于输出1、2引脚之间的电流记作IF,3、4引脚之间和5、6引脚之间的电流分别记作IPD1和IPD2输入信号经过电压-电流转 化,电压的变化体现在电流IF上,IPD1和IPD2基本与IF成线性关系,线性系数分别记为K1和K2,即K1与K2一般很小(HCNR200是0.50%),并且 随温度变化较大(HCNR200的变化范围在0.25%到0.75%之间),但芯片的设计使得K1和K2相等在后面可以看到,在合理的外围电路设计中, 真正影响输出/输入比值的是二者的比值K3,线性光耦正利用这种特性才能达到满意的线性度的HCNR200和HCNR201的内部结构完全相同,差别在于一些指标上相对于HCNR200,HCNR201提供更高的线性度采用HCNR200/201进行隔离的一些指标如下所示:* 线性度:HCNR200:0.25%,HCNR201:0.05%;* 线性系数K3:HCNR200:15%,HCNR201:5%;* 温度系数: -65ppm/oC;* 隔离电压:1414V;* 信号带宽:直流到大于1MHz。
从上面可以看出,和普通光耦一样,线性光耦真正隔离的是电流,要想真正隔离电压,需要在输出和输出处增加运算放大器等辅助电路下面对HCNR200/201的典型电路进行分析,对电路中如何实现反馈以及电流-电压、电压-电流转换进行推导与说明 设运放负端的电压为,运放输出端的电压为,在运放不饱和的情况下二者满足下面的关系:Vo=Voo-GVi (1)其中是在运放输入差模为0时的输出电压,G为运放的增益,一般比较大忽略运放负端的输入电流,可以认为通过R1的电流为IP1,根据R1的欧姆定律得:通过R3两端的电流为IF,根据欧姆定律得:其中,为光耦2脚的电压,考虑到LED导通时的电压()基本不变,这里的作为常数对待根据光耦的特性,即 K1=IP1/IF (4)将和的表达式代入上式,可得: 上式经变形可得到:将的表达式代入(3)式可得:考虑到G特别大,则可以做以下近似:这样,输出与输入电压的关系如下:可见,在上述电路中,输出和输入成正比,并且比例系数只由K3和R1、R2确定一般选R1=R2,达到只隔离不放大的目的。