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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。
因为D3受到D1光照,I2也跟着稳定线性变化。放大器A2和电阻R2将I2转化成电压VOut=I2×R2。是电流驱动型器件,其LED的工作电流为1mA~20mA,因此,运算放大器A1的驱动电流也达到20mA,能达到这种输出电流能力的运算放大器输出级一般为双型,因此,选双型运算放大器较合适。同时,根据输入电压范围,也要求运算放大器有相应的共模输入和输出能力。本设计电路采用单电源供电的HA17324集成运算放大器,其输出电流可达40mA。
由于响应时间快(纳秒级),光耦合器的开关快,它被广泛用于通过整流器检测交流电源的过零,并且通过使用这个数字信号可以找到我们需要的波形变化。使用光耦合器检测交流电源的过零直流电路中使用的光耦合器很少,交流相关操作中使用的光耦合器也很少。由于光耦不允许两侧直接电连接,所以光耦的主要应用是隔离两个电路。从切换其他应用程序,就像可以使用晶体管来切换应用程序一样,可以使用光耦合器。它可用于各种与微控制器相关的操作,其中需要来自高压电路的数字脉冲或模拟信息,光耦合器可用于在这两者之间实现出的隔离。
光耦在电路中有很多奇葩的用法,但最主流的用法就是用来隔离信号。隔离数字信号和模拟信号。这两个要求大相径庭。数字信号往往要求低延时,Tpd要小。模拟信号除了带宽就是精确度的要求。但应用千差万别,各种不同的应用参数侧重点不同。
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