經(jīng)典回顧：線性光耦在電流采樣中的應(yīng)用

4 運算放大器的選擇

HCNR200/201是電流驅(qū)動型器件,其LED的工作電流為1mA～20mA,因此,運算放大器A1的驅(qū)動電流也必須達(dá)到20mA,能達(dá)到這種輸出電流能力的運算放大器輸出級一般為雙極型,因此,選雙極型運算放大器較合適。同時,根據(jù)輸入電壓范圍,也要求運算放大器有相應(yīng)的共模輸入和輸出能力。本設(shè)計電路采用單電源供電的HA17324集成運算放大器,其輸出電流可達(dá)40mA。

5 電阻器的選擇

下面討論光電導(dǎo)模式下電阻器的選擇。

A1組成驅(qū)動級的等效電路如圖4所示。圖中,Rf是等效反饋電阻器。該等效電路是典型的同相型放大器,故U＋=U－,且U＋=Vin,因此Vin=U－。

由圖2顯而易見,

式中,VD1為D1的正向壓降。

由圖4可見,

故將式(3)代入式(4)

由于器件參數(shù)的離散性,I1近似等于0.005If,K3=I2/I1≈1,所以,R1、R2、R3尚需在估算值附近調(diào)整,力求獲得最佳線性度。

調(diào)節(jié)后,最佳線性度為220Ω。

6 結(jié)論

應(yīng)用線性光耦合器組成的模擬信號隔離電路的線性度好,電路簡單,有效地解決了模擬信號與單片機應(yīng)用系統(tǒng)的電氣隔離問題。若驅(qū)動級、緩沖級采用組合型運算放大器,可使線性度提高。

HCNR200可以廣泛地應(yīng)用在需要良好穩(wěn)定性、線性度和帶寬的模擬信號隔離場合。采用兩片HCNR200可以工作在雙極性輸入/雙極性輸出模式;同時,還可以工作在交直流電路、變換器的隔離、熱電偶的隔離、4mA～20mA模擬電流環(huán)發(fā)射/接收等多種模式下,可廣泛應(yīng)用在數(shù)字通訊、電壓電流檢測、開關(guān)電源、測量和測試工業(yè)過程控制等方面。

將該器件用于電機電流測量,電流反饋準(zhǔn)確、可靠,在實現(xiàn)電流閉環(huán)控制中發(fā)揮了作用。