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光电压模式下的电流检测电路设计工作在光电压模式下的检测电流电路如图3所示,信号为正性输入,正性输出。R1.R2.R3.C1的作用与在光电导模式下的作用基本相同。放大器A1调节电流If。当输入电压Vin增加时,I1增加,同时放大器A1“+”输入端电压增加,促使电流If增加。由于D1与D2之间的联系,I1就会把“+”输入端电压重新拉回0V,形成负反溃如果放大器A1的输入电流很小,那么流经R1的电流就为Vin/R1=I1。显而易见,I1与Vin之间是线性比例关系。I1稳定线性变化,If也稳定线性变化。
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。对于高频交流模拟信号,变压器隔离是常见的选择,但对于支流信号却不适用。一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案,如ADI的AD202,能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度,但这种隔离器件内部行电压-频率转换,对产生的交流信号进行变压器隔离,然后进行频率-电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂,体积大,成本高,不适合大规模应用。
光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦。非线性光耦的电流传输特性曲线是非线性的,这类光耦适合于开关信号的传输,不适合于传输模拟量。常用的4N系列光耦属于非线性光耦。线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。常用的线性光耦是PC817A—C系列。
当LED发出光并且光照射到光电传感器(光电二管、光电晶体管、PhotoTriac)上时,光电传感器开始流动电流。在这个系统中,输入光与输出端的电流成正比。光耦合器工作原理当给LED供电时,LED发光,光线落在光电晶体管的基上,光落在光电晶体管的基上后,将被,并且可以控制与晶体管相连的输出电路。这里输入电路只连接光耦的LED引脚,输出电路连接光电晶体管,输入和输出电路电气隔离。光耦合器工作原理动图光耦合器的工作模式在饱和模式下,LED将打开或关闭,因此,输出晶体管关闭或打开,这意味着导通或非导通模式。此模式用于需要保护微控制器引脚免受输出电路高压影响的地方。例如,在使用微控制器的电机驱动中,电机需要高电流和高电压。在此模式下,电机将开启或关闭。在这种模式下,LED会得到一个变化的信号脉冲。LED光线通过电压或信号样本来改变或控制,然后光电晶体管还为输出提供可变传导。
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