一種實(shí)用的線性隔離檢測(cè)電路
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反之，當(dāng)輸入電壓Ui降低時(shí)，運(yùn)放輸出端電壓降低，通過(guò)發(fā)光二極管的電流I1也隨之減小，與上類似，輸出電壓UO=R2I2也隨輸入電壓Ui的降低成比例地減小。
光耦的選擇對(duì)電路的影響非常大，當(dāng)光耦選擇不適當(dāng)時(shí)，k2與k3之間的差別比較大，但若此時(shí)k2與k3的變化是隨著通過(guò)光耦電流的大小變化成比例的，即：k2=αk3，如果α為常量，輸出電壓與輸入電壓仍然保持線性關(guān)系，檢測(cè)電路仍然能正常工作。但在一般情況下，α不是常量，導(dǎo)致檢測(cè)電路的輸出與輸入電壓不是線性關(guān)系，輸出電壓不會(huì)隨著輸入電壓的變化而線性變化[2]。此時(shí)檢測(cè)電路就不能正常工作。為了避免這種情況，應(yīng)盡量選用特性一致的光耦。
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
根據(jù)所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)輸入電壓Ui的大小，并檢測(cè)與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓UO的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1（a）所示。為了進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)測(cè)出沒(méi)有反饋的光耦的輸入與輸出電壓關(guān)系，并列在表1(b)。根據(jù)表1中(a)、(b)的數(shù)據(jù)分別繪出檢測(cè)電路與單個(gè)光耦的傳輸特性，分別如圖3(a)、(b)所示。
表1檢測(cè)電路與單個(gè)光耦的傳輸特性
| （a）檢測(cè)電路的傳輸特性 | （b）單個(gè)光耦的傳輸特性 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓（V） | 輸出電壓（V） | 比例（輸出/輸入） | 輸入電壓（V） | 輸出電壓（V） | 比例（輸出/輸入） |
| 0.621 | 0.624 | 1.034 | 0.038 | 0.001 | 0.026 |
| 1.053 | 1.084 | 1.030 | 0.092 | 0.022 | 0.293 |
| 1.976 | 2.030 | 1.030 | 0.227 | 0.161 | 0.709 |
| 3.051 | 3.151 | 1.033 | 0.455 | 0.584 | 1.284 |
| 4.010 | 4.153 | 1.035 | 0.701 | 1.180 | 1.683 |
| 5.182 | 5.368 | 1.037 | 0.864 | 1.622 | 1.877 |
| 6.019 | 6.232 | 1.035 | 1.113 | 2.330 | 2.093 |
| 7.030 | 7.291 | 1.037 | 1.420 | 3.260 | 2.956 |
| 8.138 | 8.450 | 1.038 | 1.620 | 3.830 | 2.364 |
| 9.260 | 9.578 | 1.035 | 1.830 | 4.230 | 2.311 |
| 10.33 | 10.69 | 1.035 | 2.001 | 4.320 | 2.159 |
| 11.37 | 11.47 | 1.008 | 2.140 | 4.360 | 2.037 |
由表1可知，在一定范圍內(nèi)，檢測(cè)電路的輸出電壓與輸入電壓是成正比地變化的。輸出與輸入電壓的比例系數(shù)幾乎保持不變。表1（a）中最后一行的比例變化比較大，之所以有如此大的變化，是因?yàn)榇藭r(shí)光耦的輸出電流已經(jīng)達(dá)到了飽和值，無(wú)論怎樣增加輸入電流，輸出電流都不會(huì)有大的改變[3]。圖3（a）也能
圖2檢測(cè)電路構(gòu)成
圖3檢測(cè)電路與單個(gè)光耦的輸入輸出特性
(a)檢測(cè)電路的傳輸特性（b）單個(gè)光耦的傳輸特性
很清楚地看出檢測(cè)電路中輸出與輸入電壓的比例關(guān)系是線性的。而表1(b)中的數(shù)據(jù)則表明單個(gè)光耦隔離時(shí)輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系比較復(fù)雜，只有在中間一部分有近似的線性關(guān)系。圖3（b）也表明了單個(gè)光耦的輸出輸入關(guān)系是非線性的。
由圖3(a)和表1(a)可知，檢測(cè)電路的輸出可以很好地跟隨輸入電壓的變化，并且實(shí)現(xiàn)了輸入與輸出之間的隔離，精度較高，線性度較好（1％ )， 在 要 求 不 是 很 精 確 的 情 況 下 ， 可 以 選 用 此 檢 測(cè) 電 路 來(lái) 檢 測(cè) 、 反 饋 主 電 路 的 電 壓 、 電 流 信 號(hào) 。
5結(jié)語(yǔ)
根據(jù)目前電子產(chǎn)品市場(chǎng)的變動(dòng)，本文提出了一種檢測(cè)電路，此電路具有隔離功能，并且隔離后的輸出電壓與輸入電壓成正比。因此這種檢測(cè)電路可用于檢測(cè)需要隔離的電壓、電流信號(hào)。此電路可代替原有的TIL300。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該檢測(cè)電路的可行性。此電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、精度高、線性度好的特點(diǎn)，可廣泛用于對(duì)精度要求不是很高、需要隔離并檢測(cè)、反饋電壓、電流信號(hào)的領(lǐng)域，如電力、化工、通信、冶金等行業(yè)。
評(píng)論