光耦線性化與線性光耦器件的應(yīng)用
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時(shí)間：2010-12-17
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
如果圖1中2個(gè)光耦選用同一型號(hào)同一批次的產(chǎn)品，那么特性基本一致，即有：K1＝K2
所以：
從上式可以看出，該測(cè)量電路的電壓增益只與電阻R1，R2的阻值有關(guān)，而與光耦的電流傳輸比等特性無(wú)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電壓信號(hào)的線性隔離。
需要特別指出的是，在圖1所示電路中，必須使用隔離電源。
3 線性光耦器件的應(yīng)用
這里說(shuō)的線性光耦器件有2種：無(wú)反饋型和反饋 型，我們先介紹無(wú)反饋型。
無(wú)反饋型線性光耦器件實(shí)際上是在器件的材料和生產(chǎn)工藝上采取一定措施，使得光耦器件的輸入輸出特性的非線性得到改善。但是，由于發(fā)光二極管和光電三極管的固有特性，改善十分有限。這種光耦器件主要用于對(duì)線性區(qū)的范圍要求不大的情況，例如開(kāi)關(guān)電源的電壓隔離反饋電路中經(jīng)常使用的PC816A和 NEC2501H等線性光耦。
由于開(kāi)關(guān)電源在正常工作時(shí)的電壓調(diào)整率不大，通過(guò)對(duì)反饋電路參數(shù)的適當(dāng)選擇，就可以使光耦器件工作在線性區(qū)。但是，由于這種光耦器件只是在有限的范圍內(nèi)線性度較高，所以不適合使用在對(duì)測(cè)試精度以及范圍要求較高的場(chǎng)合。
另一種線性光耦是反饋型器件，其作用原理與前面介紹過(guò)的普通光耦器件線性化使用的原理類似，只不過(guò)他在生產(chǎn)工藝上采取了一定措施，使同一片器件中的2個(gè)光耦的特性更加趨于一致。這種器件例如德州儀器公司曾經(jīng)出品現(xiàn)已停產(chǎn)的TIL300A，CLARE公司生產(chǎn)的LOC系列線性光耦，惠普公司生產(chǎn)的 HCNR200／201線性光耦等。
圖2所示是一個(gè)采用LOC110線性光耦實(shí)現(xiàn)的隔離放大器。
4 實(shí)際使用中應(yīng)注意的問(wèn)題
對(duì)于單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)而言，如果對(duì)被測(cè)試量的量程（變化范圍）要求較大、精度要求較高時(shí)，使用反饋型線性光耦器件無(wú)疑是比較合適的。
但是，在光耦的線性化使用或者說(shuō)在使用線性光耦器件的過(guò)程中，其線性度往往并不能完全令人滿意。這是為什么呢？根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，關(guān)鍵在于要充分理解光耦器件自身的一些特點(diǎn)以及在光耦器件中使用反饋機(jī)制改善線性度的原理，只要在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理地選擇器件和小心設(shè)計(jì)電路，即使采用我們介紹過(guò)的第一種方法，采用普通光耦器件，也同樣能達(dá)到很好的效果，這里要注意以下幾點(diǎn)：
（1）必須充分認(rèn)識(shí)到光耦為電流驅(qū)動(dòng)型器件，要合理選擇反饋電路中所使用的運(yùn)放，必須保證運(yùn)放擁有合適的負(fù)載能力，以便在正常工作時(shí)驅(qū)動(dòng)光電二極管。
（2）當(dāng)采用普通光耦器件時(shí)，要盡量采用多光耦 器件，而不要采用單光耦器件。因?yàn)槎鄠€(gè)光耦集成在一片芯片上有利于從材料及工藝的角度保證多個(gè)光耦之間特性趨于一致，而正是由于2個(gè)光耦特性的一致才保證了反饋對(duì)改善線性的作用。
（3）由于線性光耦在使用過(guò)程中引入了反饋機(jī)制，所以不適用于被測(cè)信號(hào)變化太快或者頻率很高的場(chǎng)合。
根據(jù)以上原則，我們?cè)群笫褂闷胀ü怦钇骷头答佇途€性光耦器件成功地在電力直流系統(tǒng)監(jiān)控模塊中實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流母線電壓信號(hào)的采集與隔離，其線性度和精度都是令人滿意的。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180102.htm
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