基于高線性光耦HCNR201的電壓電流測(cè)量電路

　　電壓、電流測(cè)量電路的工作原理

　　圖2給出了測(cè)量電壓、電流的電路原理圖，本電路實(shí)現(xiàn)了被測(cè)信號(hào)與系統(tǒng)的隔離及線性測(cè)量的雙重功能，它既可測(cè)量直流電壓信號(hào)、也可測(cè)量直流電流信號(hào)：當(dāng)跳針JP跳到1和2時(shí)，該電路進(jìn)行直流電壓測(cè)量；當(dāng)跳針跳到1和2時(shí)，該電路將輸入直流電流Iin轉(zhuǎn)換成直流電壓進(jìn)行測(cè)量。穩(wěn)壓管D1可防止過(guò)電壓對(duì)電路的沖擊，起到保護(hù)測(cè)量電路的作用。電壓跟隨器A1具有輸入高阻抗、輸出低阻抗的特性，能夠有效地減小采樣電路的負(fù)載對(duì)輸入信號(hào)的影響，使得后一級(jí)的電路更穩(wěn)定地工作。電容C1、C2用于防止運(yùn)放A2、A3自激現(xiàn)象，使運(yùn)放電路穩(wěn)定地工作。運(yùn)放A2、發(fā)光二極管 LED、光電二極管PD1與阻容元件一起構(gòu)成輸入電路，光電二極管PD1為運(yùn)放A2引入負(fù)反饋，若發(fā)光二極管LED發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化，運(yùn)放A2就會(huì)調(diào)整 IF的大小以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度，從而使得穩(wěn)定流過(guò)光電二極管PD1、PD2的電流。運(yùn)放A3、光電二極管PD2與阻容元件一起構(gòu)成輸出電路，將流過(guò)光電二極管PD2的光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

圖2 電壓、電流測(cè)量電路

　　1 電壓測(cè)量原理分析

　　被測(cè)信號(hào)是電壓信號(hào)Vin時(shí)，將跳針跳到1、2。根據(jù)運(yùn)算放大器“虛斷”、“虛短” 特性，有：

　　2 電流測(cè)量原理分析

　　被測(cè)信號(hào)是電流信號(hào)Iin時(shí)，將跳針跳到2、3，采樣電阻R1將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，以供后續(xù)的電路測(cè)量。此時(shí)，電壓測(cè)量電路的輸入電壓為