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一種實用的線性隔離檢測電路

作者: 時間:2011-02-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/195074.htm

反之,當(dāng)輸入電壓Ui降低時,運放輸出端電壓降低,通過發(fā)光二極管的電流I1也隨之減小,與上類似,輸出電壓UO=R2I2也隨輸入電壓Ui的降低成比例地減小。

光耦的選擇對電路的影響非常大,當(dāng)光耦選擇不適當(dāng)時,k2與k3之間的差別比較大,但若此時k2與k3的變化是隨著通過光耦電流的大小變化成比例的,即:k2=αk3,如果α為常量,輸出電壓與輸入電壓仍然保持關(guān)系,仍然能正常工作。但在一般情況下,α不是常量,導(dǎo)致的輸出與輸入電壓不是關(guān)系,輸出電壓不會隨著輸入電壓的變化而變化[2]。此時就不能正常工作。為了避免這種情況,應(yīng)盡量選用特性一致的光耦。

4實驗結(jié)果及其分析

根據(jù)所設(shè)計的檢測電路進行實驗,實驗時,調(diào)節(jié)輸入電壓Ui的大小,并檢測與之對應(yīng)的輸出電壓UO的大小,實驗結(jié)果如表1(a)所示。為了進行對比,同時測出沒有反饋的光耦的輸入與輸出電壓關(guān)系,并列在表1(b)。根據(jù)表1中(a)、(b)的數(shù)據(jù)分別繪出檢測電路與單個光耦的傳輸特性,分別如圖3(a)、(b)所示。

表1檢測電路與單個光耦的傳輸特性

(a)檢測電路的傳輸特性(b)單個光耦的傳輸特性
輸入電壓(V)輸出電壓(V)比例(輸出/輸入)輸入電壓(V)輸出電壓(V)比例(輸出/輸入)
0.6210.6241.0340.0380.0010.026
1.0531.0841.0300.0920.0220.293
1.9762.0301.0300.2270.1610.709
3.0513.1511.0330.4550.5841.284
4.0104.1531.0350.7011.1801.683
5.1825.3681.0370.8641.6221.877
6.0196.2321.0351.1132.3302.093
7.0307.2911.0371.4203.2602.956
8.1388.4501.0381.6203.8302.364
9.2609.5781.0351.8304.2302.311
10.3310.691.0352.0014.3202.159
11.3711.471.0082.1404.3602.037

由表1可知,在一定范圍內(nèi),檢測電路的輸出電壓與輸入電壓是成正比地變化的。輸出與輸入電壓的比例系數(shù)幾乎保持不變。表1(a)中最后一行的比例變化比較大,之所以有如此大的變化,是因為此時光耦的輸出電流已經(jīng)達到了飽和值,無論怎樣增加輸入電流,輸出電流都不會有大的改變[3]。圖3(a)也能

Zhxh2.gif (4720 字節(jié))

圖2檢測電路構(gòu)成

Zhxh3.gif (3994 字節(jié))

圖3檢測電路與單個光耦的輸入輸出特性

(a)檢測電路的傳輸特性(b)單個光耦的傳輸特性

很清楚地看出檢測電路中輸出與輸入電壓的比例關(guān)系是線性的。而表1(b)中的數(shù)據(jù)則表明單個光耦時輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系比較復(fù)雜,只有在中間一部分有近似的線性關(guān)系。圖3(b)也表明了單個光耦的輸出輸入關(guān)系是非線性的。

由圖3(a)和表1(a)可知,檢測電路的輸出可以很好地跟隨輸入電壓的變化,并且實現(xiàn)了輸入與輸出之間的,精度較高,線性度較好(1% ), 在 要 求 不 是 很 精 確 的 情 況 下 , 可 以 選 用 此 檢 測 電 路 來 檢 測 、 反 饋 主 電 路 的 電 壓 、 電 流 信 號 。

5結(jié)語

根據(jù)目前電子產(chǎn)品市場的變動,本文提出了一種檢測電路,此電路具有功能,并且隔離后的輸出電壓與輸入電壓成正比。因此這種檢測電路可用于檢測需要隔離的電壓、電流信號。此電路可代替原有的TIL300。實驗結(jié)果證明該檢測電路的可行性。此電路具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、精度高、線性度好的特點,可廣泛用于對精度要求不是很高、需要隔離并檢測、反饋電壓、電流信號的領(lǐng)域,如電力、化工、通信、冶金等行業(yè)。


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