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假设确定Vcc=5V,输入在0-4V之间,输出等于输入,采用LMV321运放芯片以及上面电路,下面给出参数确定的过程。确定IFmax:HCNR200/201的手册上推荐器件工作的25mA左右;确定R3:R3=5V/25mA=200;确定R2:R2=R1=32K。线性光耦在电流采样中的应用在现代电气测量和控制中,常常需要用低压器件去测量。控制高电压。强电流等模拟量,如果模拟量与数字量之间没有电气隔离,那么,高电压。强电流很容易串入低压器件,并将其烧毁。线性光耦HCNR200可以较好地实现模拟量与数字量之间的隔离,隔离电压峰值达8000V;输出跟随输入变化,线性度达0.01%。
光耦合器的主要优点是单向传输信号,输入端与输出端实现了电气隔离,抗干扰能力强,使用寿命长,传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二管发光;由于光电耦合器的外壳是密封的,它不受外部光的影响;光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF)所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。线性方式工作的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加控制电压,在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级的电路的电压。线性光电耦合器由发光二管和光敏三管组成,当发光二管接通而发光,光敏三级管导通,光电耦合器是电流驱动型,需要大的电流才能使发光二管导通,如果输入信号太小,发光二管不会导通,其输出信号将失真。在开关电源,尤其是数字开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
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。
VD1为D1的正向压降。由于器件参数的离散性,近似等于0.005If,K3=I2/I1≈1,所以,R1.R2.R3尚需在估算值附近调整,力求获得佳线性度。调节后,佳线性度为220Ω。应用线性光耦合器组成的模拟信号隔离电路的线性度好,电路简单,有效地解决了模拟信号与单片机应用系统的电气隔离问题。若驱动级。缓冲级采用组合型运算放大器,可使线性度提高。可以广泛地应用在需要良好稳定性。线性度和带宽的模拟信号隔离场合。采用两片HCNR200可以工作在双性输入/双性输出模式;同时,还可以工作在交直流电路。变换器的隔离。热电偶的隔离。
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