文档介绍：线性光耦隔离检测电压电路
耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
线性光耦的电流传输特性曲线接近直线,并且小信号时性能较好,能以线性特性进行隔离控制。
线性光耦TIL300 :
主要技术指标如下:
带宽>200Kz;
传输增益稳定度为
±%/℃
峰值隔离电压为
3500V
TIL300是一个由红外光LED
照射分叉配置的隔离反馈光
二极管和一个输出光二极管组成。
该器件采用特殊制造技术来补偿
LED时间和温度特性的非线性,
使输出信号与发出的伺服光通量
成线性比例。

电容C防止电路产生震荡。TIL300内部D0是发光二极管,其工作电流电If可选为10mA。D1,D2为光敏二极管,他们受D0的激发分别产生电流Ip1和Ip2,其大小与If有关:
其中、表明, 随的变化,可称为光耦合函数。由于D1,D2用相同的工艺做成并与D0封装在一起,因此,它们的光耦合函数变化规律一致,故可设:
(1)

实际上可以把K看做常数,K的值是TIL300的电器参数,典型值为1。~.。
U1构成一个负反馈放大器,其同相输入端和反相输入端的电压应近似相等,满足:
(2)
U2是一个电压跟随器,输出电压V0等于输入段电压:
(3)
于是电路的增益可由(4)
由于的电压是由R3、R4、R5分压后输入U1同向端,所以:
(5)
于是: (6)
可以看出输出与E是线性关系。
分析:
1、K的典型值为1
2、由于输入的可能是220V左右的交流电压,也可能是更低或更高的交流电压,因此会涉及到变压和整流电路,由于公司有220V交流电输出12V的变压整流电路模块,因此没有给出变压整流电路。
3、本电路也适合直流高压电路,当E为直流高压时,就需调整R2、R1的值,在输出端可以得到适合单片机检测的电压。
4、输出的V0可送于单片机检测和处理,每一交流高电压对应一E值,每一E值对应一输出电压V0。由式整个电路输出电压与输入电流的比例关系可通过调节电阻 R1、R2、R3、R5来实现。
由于按照线性光耦的技术说明,发射端和两个接受端都使用时能在一定范围有良好的线性度,因此,本电路将线性光耦的D0,D1,D2端都配置了相关电路。
其