光耦201（光耦20纳秒）

发布时间：2023-05-17

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本文目录一览：

1、什么是电流变送器，它的作用是什么？
2、如何判断光耦是线性还是非线性？TIL117是线性的还是非线性？
3、线性光耦的线性光耦的分类
4、tlp521是不是线性光耦
5、常用的光电隔离芯片有哪些？最好是多路的。线形度最好在1%-2%。

什么是电流变送器，它的作用是什么？

[1]电流变送器的分类及概述电流变送器分直流电流变送器和交流电流变送器两种。交流电流变送器是一种能将被测交流电流转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，产品广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、配悉举自动控制以及调度系统。交流电流、电压变送器具有单路、三路组合结构形式，其特点为： 1、准确度高（典型：0.2% 最好0.05%）。 2、整个量程范围都有极高的线性度。 3、集成化程度高，结构简单，优良的温度特性和长期工作稳定性，使变送器免于定期校验。直流电流变送器将被测信号变换成一电压，经HCNR200/201线性光耦直接变换成一个与被测信号成极好线性关系并且完全隔离的电压，再经恒压（流）至输出。具有原理非常简单，线路设计精炼，可靠性高，安装方便等优点。霍尔电流变送器

[2]什么是电流变送器？电流变送器可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA（通过250Ω 电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。电流变送器原副边高度绝缘隔离，两线制输出接线，辅助工作电源培碧＋24V与输出信号线DC4～20mA共用，具有精度高，体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能，两线端口防感应雷能力强，具有雷击波和突波的保护能力等优点。特别适用发电机、电动机、智能低压配电柜、空调、风机、路灯等负载电流的智能监控系统；电流变送器超低功耗，单只静态时0.096W，满量程功耗为0.48W，输出电流内部限制功耗为0.6W。电流变送器-性能优点 1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，传输线可用非常便宜的更细的双绞线导线； 2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能抵抗降低干扰； 3、电容性干扰会导陆配致接收器电阻有关误差，对于4～20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1～5V)这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远； 4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等造成精度的差异； 5、将4mA用于零电平，使判断开路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。 6、在两线输出口容易增设防浪涌和防雷器件，有利于安全防雷防爆。 DH4-20mA电流变送器变送器模块是采用意法半导体(ST)ASIC芯片为实现无源交流隔离传感器(互感原理)的两线制电流遥测技术手段而定型生产的单片模块产品。无源交流隔离传感器(互感原理)输入的电压信号经整流滤波和I/V转换后输出一个随I1线性变化的直流电压信号U2，U2作为浮地控制信号去控制该模块输出4～20mA的标准化电流环路，该模块实现了无源交流隔离传感器信号变换为两根连接线路发送的呈线性比例的环路电流，接受器通过测量已知电阻RL两端的压降对环路电流进行检测。电流变送器技术参数： 1．精度：优于0.5％； 2．非线性失真：优于0.5％；三组合交流电流变送器

[3] 3．额定工作电压Vcc：＋24V±20％，极限工作电压：≤35V ； 4．电源功耗：静态4mA，动态时相等于环路电流，内部限制25mA＋10％； 5．额定输入：5A……1KA（42个规格）； 6．穿孔穿芯圆孔直径：9、12、20、25、30mm； 7．输出形式：两线制DC4～20mA； 8．输出电流温漂系数：≤50ppm/℃； 9．响应时间：≤100mS； 10．输入/输出绝缘隔离强度：AC3000V / 1min、1mA； 11．输出负载电阻：RLmax ≤ （Vcc-10V）/ 20mA 注：（1）标准Vcc＝24V时负载阻抗为700Ω；（2）RLmax＝250Ω (转换1～5V的电阻)＋两根传输线路总铜阻。 12．输入过载保护：30倍1min； 13．输出过流限制保护：内部限制25mA＋10％；注：国际标准输出过流限制保护：内部限制25mA＋10％； 14．两线端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护能力：TVS抑制冲击电35A／20ms／1.5KW； 15．两线端口设置有＋24V电源反接保护； 16．输出电流设置有长时间短路保护限制；内部限制25mA＋10%； 17．工作环境：－40℃～＋80℃，10％～90％RH； 18．贮存温度：－50℃～＋85℃； 19．执行标准： GB／[4]T13850－1998；

光耦201（光耦20纳秒）

如何判断光耦是线性还是非线性？TIL117是线性的还是非线性？

TIL117不是线性光耦，它最多只能是在对应一个给定的发光二极管输入电流的很小变化范围内，其光敏管输出电流的变化是近似线性的(比4N系列好些)。所谓的PC817A—C系列亦是如此，甚至TLP521/421也是如此。所以它们的生产厂数据手册中根本不提供输入输出电流的传输比的线性度保证指标。

真正的线性光偶是采用特殊工艺和结构制造的，并需要利用外部运放配合才能在整个工作范围实现输入和输出之间有严格的预订的线性关系，比如HCNR200/郑明201系列线性光偶，采饥丛燃用了双路对称光敏管，其中一个光敏管作为发光二极管效果反馈管配合运放负反馈实现真正数学意义上的严格线性传输比，另一个光敏管作为真正的隔离输出。在输入电流从0逐渐增加到16mA或25mA的整个工作范围,输入/输出电流烂虚的传输比都是基本不变并且由运放和与之配合的电阻决定具体数值，光偶本身的线性度由光偶制造厂的技术手册中提供的线性度指标明确保证。你把它的数据手册和TIL117的手册对比一下就明白了。

从数学（微分原理）上说任何曲线在足够小的范围内都可以近似的认为是一小段直线。普通光偶传输比都是这种小范围内近似的直线。稳压电源中使用的PC817只是利用普通光偶的某一小段工作区间传输比变化不大的特点（是有严格工作点附近小范围变化限定的条件的）。

线性光耦的线性光耦的分类

线性光耦器件又分为两种：无反馈型和反馈型；

1.无反馈并配铅型线性光耦器件实际上是在器件的材料和生产工艺上采取一定措施(使得光耦器件的输入输出特性的非线性得到改善。但是，由于发光二极管和光电三极管的固有特性，改善十分有限。这种光耦器件主要用于对线性区的范围要求不大的情况，例如开关电源的电压隔离反馈电路中经常使用的PC816A和NEC2501H等线性光耦。由于开关电源在正常工作时的电压调整率不大，通过对反馈电路参数的适当选择，就可以使光耦器件工作在线性区。但由于这绝好种光耦器件只是在有限的范围内线性度较高，所以不适合使用在对测试精度以及范围要求较高的场合。

2.另一种线性卖帆光耦是反馈型器件。其作用原理是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。这样虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。与前面介绍过的普通光耦器件线性化使用的原理类似，只不过它在生产工艺上采取了一定措施，使同一片器件中的2个光耦的特性更加趋于一致。这种器件例如德州仪器公司曾经出品现已停产的TIL300A，CLARE公司生产的LOC系列线性光耦，惠普公司生产的HCNR200/201线性光耦等。

tlp521是不是线性光耦

TLP521在低电流段（0.03-5mA）接近于线性传输裂派虚，超过此肆燃范围为非线性。

真正的线性光耦，需要反馈端、使用放大电路来修正线性传输特性。目前我羡轮所知道的线性光耦是飞利浦的 HCNR200/201.

给个参考图你吧：

常用的光电隔离芯片有哪些？最好是多路的。线形度最好在1%-2%。

分类: 理工学科工程技术科学

问题描述:

谢谢大家阿

解析:

线性光耦；

介绍新型精密线性光耦器件HCNR200的李烂衡工作原理，并且给出了两种用 HCNR200和运算放大器实现的检测电机电流的隔离传输电路，并推导出其外围电阻的计算方法。

关键词：线性光耦线性隔离模拟信号线性度 HCNR200

现代电气测量、控制中，常常需要用低压器件去测量、控制高电压、强电流等模拟量，如果模拟量与数字量之间没有电气隔离，那么，高电压、强电流很容易串入低压器件，并将其烧毁。线性光耦HCNR200可以较好的实现模拟量与数字量之间隔离，隔离电压峰值达8000伏；输出跟随输入变化，线性度达0.01％。

HCNR200/201简介

HCNR200型线性光耦的原理如图 1所示。它是由发光二极管 D1、反馈光电二极管 D2、输出光电二极管 D3组成。当 D1通过驱动电流 If 时，发出红外光(伺服光通量 )。该光分别照射在 D2、D3上，反馈光电二极管吸收 D2光历芦通量的一部分，从而产生控制电流 I1 (I1 = 0.005 If )。该电流用来调节 If 以补偿 D1的非线性。输出光电二极管 D3产生的输出电流 I2与 D1发出的伺服光通量成线性比例。令伺服电流增益K1= I1 / If ，正向增益 K2 = I2 / If；则传输增益K3= K2 / K1 =I2 / I1， K3的典型值为 1 。

图1 HCNR200结构示意图

电流检测电路

光电导模式哪做下的电流检测电路设计

HCNR200工作在光电导模式下的检测电流电路如图2所示，信号为正极性输入，正极性输出。隔离电路中，R1调节初级运放输入偏置电流的大小，C1起反馈作用，同时滤除了电路中的毛刺信号，避免HCNR200的铝砷化镓发光二极管LED受到意外的冲击。但是随着频率的提高，阻抗将变小， HCNR200的初级电流增大，增益随之变大，因而C1的引入对通道在高频时的通道增益有一定影响，虽然减小C1的值可以拓展带宽，但是这样会影响初级运放的增益，同时，初级运放输出的较大毛刺信号不易被滤除。R3可以控制LED的发光强度，从而对控制通道增益起了一定作用。

光电压模式下的电流检测电路设计

HCNR200工作在光电压模式下的检测电流电路如图3所示，信号为正极性输入，正极性输出。R1、R2、R3、C1的作用与在光电导模式下作用基本相同。放大器A1调节电流If 。当输入电压Vin增加时，I1增加，同时放大器A1"+"输入端电压增加，促使电流If增加。由于D1与D2之间的联系，I1就会把"+"输入端电压重新拉回0V，形成负反馈。如果放大器A1的输入电流很小，那么流经R1的电流就为：Vin / R1＝I1 。显而易见，I1与Vin之间是线性比例关系。I1稳定线性变化，If也稳定线性变化。因为D3受到D1光照，I2也跟着稳定线性变化。放大器A2和电阻R2将I2转化成电压VOut=I2 R2 。

图2 光电导模式下的电流检测电路（略）

图3 光电压模式下的电流检测电路（略）

图4 驱动级等效电路（略）

运放的选择

HCNR200/201是电流驱动,其LED的工作电流要求为 1~ 20mA，因此运放A1的驱动电流也必须可以达到20mA，能达到这种输出电流能力的运放一般其输出级为双极型，因此选双极型运放较合适。同时，根据输入电压范围，也要求运放有相应的共模输入和输出能力。本设计电路采用单电源供电HA17324集成运放,其输龅缌骺纱?0mA。

电阻R1、R2、R3的选择

下面将以在光电导模式下电阻的选择加以讨论。

A1组成驱动级的等效电路如图4所示。图中Rf 是等效反馈电阻。该等效电路是典型的同相型放大器，故 U+ =U-，且 U+ =Vin,则Vin =U+ =U-。

由图 2显见：

I f ＝ (Vo1－VD1) / R2 (1)

式中 VD 1为 D1的正向压降。

由图4显见：

If ＝ U- / R1

因为 If ＝ 0.005I1 ，所以

(Vo1－VD 1) / R2 ＝ 200U- / R3

将式 ( 1 )代入上式

（Vo1－VD 1）/ R2 ＝ 200 Vin / R1 ，则

Vo1－VD 1 ＝ 200 Vin R2 / R1

令 R1＝200R2 ，则

Vo1=Vin +VD1 (2)

因为R2 =（Vo1－VD1）/ I1

将式 ( 2 )代入上式

R2=Vin / I1

R3的估算：

由图 2得

Vout ＝I2 R2

由图 2及式 ( 1)得

Vin = I1 R1

因为是线性光耦合器模拟信号隔离电路，所以令

Vout = Vin,则

I2 R2 = I1 R1

又因为 K3 = I2 / I1 = 1,所以 R2= R1。

由于器件参数的离散性， I1 近似等于 0.005 If ，K3 = I2 / I1≈ 1所以 R1、R2、R3尚需在估算值附近调整，力求获得最佳线性度。

例如，本设计中，Vin＝0 ～ 10V， Vcc1=Vcc2=15V。

R1＝Vin / I1＝10 / (20 10－3 0.005)＝100 103

R2＝R1＝100 103

R3＝R1 0.005＝500 ，但经调节后，最佳线性度时为220 。

结论

(1)应用线性光耦合器组成的模拟信号隔离电路,线性度好,电路简单,有效地解决了模拟信号与单片机应用系统电气隔离问题。若驱动级、缓冲级采用组合型运算放大器,可使线性度提高。

(2)HCNR200可以广泛地应用在需要良好稳定性、线性度和带宽的模拟信号隔离场合。利用两片HCNR200，可以工作在双极信号输入双极性输出模式；同时，其还可以工作在交直流电路、变换器的隔离、热电偶的隔离、4~20mA模拟电流环发射／接收等多种模式下,因而可广泛应用在数据通讯、电压电流检测、开关电源、测量和测试工业过程控制等方面。

(3)将该器件用于电机电流测量中,电流反馈准确可靠,在实现电流闭环控制中发挥了作用。

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关键词：光耦线性光耦电容性电线电阻线电阻