概述
簡單高壓隔離線性光耦放大電路該電路對各路信號進行放大、校正，供A/D轉換使用。我們採用線性光耦合放大電路。線性光耦合器（光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合……
| 簡單高壓隔離線性光耦放大電路
該電路對各路信號進行放大、校正，供A/D轉換使用。我們採用線性光耦合放大電路。線性光耦合器（光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發光器（紅外線發光二極體LED）與受光器（光敏半導體管）封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接受光線之後就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了“電—光—電”轉換。以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端的光電耦合器，由於它具有體積小、壽命長、無觸點，抗干擾能力強，輸出和輸入之間絕緣，單向傳輸信號等優點，在數字電路上獲得廣泛的應用。）件TIL300的輸入輸出之間能隔離3500V的峰值電壓，可以有效地將測量通道與計算機系統隔離開來，使計算機系統避免測量通道部分較高電壓的危害，對信號放大的線性度也很好。
多路輸入和信號調理電路如圖1所示。
圖1中TIL300是光線光耦合器件，適合交流與直流信號的隔離放大，主要技術指標如下：
*帶寬>200kHz；
*傳輸增益穩定度為±0.05%/℃；
*峰值隔離電壓為3 500V。
C104是0.1μF的獨石電容，防止電路產生震蕩。TIL300內部D0是發光二極體，其電流工作點If可選為10mA。D1、D2為光敏二極體，它們受D0的激發分別產生電流Ip1和Ip2，其大小與If有關：
Ip1=K1·If
Ip2=K2·If
其中K1·If、K2·If表明Ip1,Ip2隨If的變化規律，可稱為光耦合函數。由於D1、D2用相同的工藝作成並與D0封裝在一起，因此，它們的光耦合函數的變化規律相當一致，故可設：
K=Ip2/Ip1=（K2·If）/（K1·If） （1）
實際上可以把K看作常數，K的值是TIL300的電氣參數，典型值為1。參數取值範圍為0.75～1.25。
U1構成一個負反饋放大器，其同相輸入端和反相輸入端的電壓應近似相等，即滿足式（2）：
Vi≈Ip1·R1 （2）
Vo≈Ip2·R2 （3）
於是高壓隔離線性光耦合放大電路的增益可由式（4）計算：
Vo/Vi=（Ip2/Ip1）·（R2/R1）=K（R2/R1） （4）
由於被測量的蓄電池電壓是由R3、R4、R5分壓后輸入U1同相端的，所以
Vi=E·[R5/R3+R4+R5]] （5）
E是蓄電池的端電壓，由此可得：
Vo=K·（R2/R1）·[R5/（R3+R4+R5）·E （6）
式（6）表明Vo與E是線性關係。
I+12V是個獨立電源，用於U1和TIL300的輸入部分；±12V也是個獨立電源，用於U3和TIL300的輸出部分。這兩個電源的隔離對電路的高壓隔離性能有很大影響，應選用電源變壓器中兩組彼此有良好絕緣的線圈來製作。
微型繼電器輸入端串接的50Ω電阻是測量迴路中的限流電阻、防止意外短路或絕緣不良產生過大電流燒毀器件或毀壞蓄電池。由於U1運算放大器的輸入阻貳很高，50Ω限流電阻對測量精度無影響。這些限流電阻應選擇功率值大於1W的金屬膜電阻。
調節電位器R4可以適應不同端電壓的蓄電池。
限於篇幅，其它電路不再介紹。
實際運行表明，該電路整修系統運行狀況良好。 |
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