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  • 光电隔离放大器

    2021-02-03 15:04:01
    光电隔离放大器、电子技术,开发板制作交流
  • 绍了光电隔离芯片光电隔离芯片的应用方法
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  • 光电隔离设计电路图

    2020-07-17 14:18:37
    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...本文主要讲述光电隔离器工作原理、光耦合器的主要优点、光电隔离电路的作用及实现隔离的方法。
  • 光电隔离是数据采集和控制系统抗干扰的一项重要措施,由于光电耦合器件的非线性,对模拟量的光电隔离会带来较大信号失真。为了提高光电隔离电路的线性度,采用负反馈方法把光耦器件的输出电流反馈输入端。
  • 本文主要介绍的是RS422光电隔离保护电路
  • 本文主要介绍的是光电隔离应用设计电路图。
  • 光电隔离是数据采集和控制系统抗干扰的一项重要措施,由于光电耦合器件的非线性,对模拟量的光电隔离会带来较大信号失真。为了提高光电隔离电路的线性度,采用负反馈方法把光耦器件的输出电流反馈输入端。进行光电...
  • 光电隔离原理

    千次阅读 2018-12-05 15:23:52
    光电隔离原理 以下是根据结果反推的经验值,不一定对,硬件分析能力比较差,有错误请指正: 当OUT1输出高电平,三极管打开,2脚为低电平,光电隔离器3打开,3脚为高电平 当OUT1输出低电平,三极管关闭,2脚为低电平...

    光电隔离原理

    以下是根据结果反推的经验值,不一定对,硬件分析能力比较差,有错误请指正:
    在这里插入图片描述
    当OUT1输出高电平,三极管打开,2脚为低电平,光电隔离器3打开,3脚为高电平
    当OUT1输出低电平,三极管关闭,2脚为低电平,光电隔离器3关闭,3脚为低电平

    NPN三极管正常工作条件:发射结正偏,集电结反偏。Uc>Ub>Ue 放大区
    发射结反偏,集电结反偏。Uc>Ue>Ub 截止区
    发射结正偏,集电结正偏。Ube>Uce 饱和区

    在这里插入图片描述
    输入高,三极管闭合,VC=VE,一图复位,二图复位
    输入低,三极管断开,一输出高,二输出低

    一、电流放大

    下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射 极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。

    三、开关作用

    像上面那样的图,因为受到电阻 Rc的限制(Rc是固定值,那么最大电流为U/Rc,其中U为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大 时,三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是:Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为 一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很 大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

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  • 光电隔离器 技术资料.rar
  • 如图所示为光电隔离放大器电路。在自动控制系统、数据采集系统、计算机I/O接口和通信设备中都可能使用光电隔离放大器。光电隔离放大器又称为光电耦合器,这种器件是一种将发光元件与受光元件相对设置并封装在同一...
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  • 光电隔离电路设计方案(一) 光耦亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时...

    光电隔离电路设计方案(一)

    光耦亦称光电隔离器或光电耦合器,简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电-光-电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器。

    完成了大功率开关电源主回路设计,该电路采用的是全桥拓扑经过高频变压器转换再整流,实验项目是三相进线15V/6KA输出。其中,主回路的保护设计及报警设计是必不可少的。我首先想到的是,通过单片机输出控制继电器动作,而且由于抗干扰的要求,我必须通过光耦隔离。光耦隔离继电器保护电路设计应需而生。

    主要电路设计如下图:

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    该继电保护主要隔离应用的是TI公司生产的TIL117光耦芯片。该芯片无需供电,通过光耦二极管上拉15V电源输出15mA即可正常工作,有效隔离了输出侧对主回路的电磁影响。

    另外该电路还有一个+24V供电电源,大部分继电器设计的时候都需要24V,该电源设计图如下:

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    该电路主要的稳压芯片采用的是生产设计的UA7824芯片,该芯片输入电压可调范围宽,稳压性能好,功耗低价格低廉。在继电器电路设计的图纸中,稳压电源我大部分是用的这个芯片。

    光电隔离电路设计方案(二)

    新型电路原理

    图1所示是笔者设计的隔离放大器的原理电路。本隔离放大电路主要由光电耦合器和运算放大器构成。光电耦合器选用普通光耦TLP521,运算放大器则选择通用运算放大器LF353。通过这两种普通器件的搭配。所得到的隔离放大器性能和专用模拟隔离放大器的性能相近。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    图1所示是放大器加普通光耦组成的隔离放大电路。本隔离放大电路由输入和隔离输出两部分构成,且两部分使用隔离的电源(Vcc1、Vee1和Vcc2、Vee2供电。

    输入部分由运放U1,电阻R1、R2、R3、R4、R5,电容C1、C2,光电耦合器OPT1、OPT2、OPT3、OPT4的发光二极管部分OPT1_A、OPT2_A、OPT3_A、OPT4_A和OPT1、OPT3的光敏三极管部分OPT1_B、OPT3_B组成,由正电源Vcc1和负电源Vee1供电。

    OPT1_A、OPT2_A和OPT3_A、OPT4_A的电流构成差动放大输入。R1和R2为运放的输入电阻,R3和R4可为四个光耦的发光二极管(LED)提供偏置和控制电流。运放U1和光耦OPT1、OPT3组成了一个射级跟随器,R5上的电压即为运放的输入电压。

    运放的带宽决定着构成隔离放大器的带宽。现有的集成模拟隔离放大器的带宽均在100kHz以下,而常用运放的带宽是这个带宽的几倍到几十倍。

    因此,本设计选用一般的运放就可以满足输入部分的带宽要求。所以,输入级的运算放大器可选用普通运放(如LF353)。R7和C3用来滤波。本电路的隔离输出部分由OPT2、OPT4的光敏三极管OPT2_B、OPT4_B、电位器W1和输出电阻R6组成。

    OPT2_B和OPT4_B为隔离输出,它的电路结构和输入部分的光敏三极管相似,用于为输出级提供电流。电位器W1用来调零。而两部分光耦的电流传输比有偏差时,就会造成光耦LED电流相等而输出级电流差不相同,从而使输出电压vo的零点产生漂移。因此,调节电位器W1可以消除这种由于光耦器件特性偏差所带来的零点漂移。R6为输出负载,它和电位器W1共同决定输出电压vo。

    由此可知,本设计选用普通光耦即可(如东芝公司的光电耦合器TLP521)。

    AD210AN集成放大器

    AD210AN是AD公司的集成模拟隔离放大器芯片。在该隔离放大电路中,AD210的16、17两引脚连接在一起,可实现信号跟踪功能。18、19两引脚之间通过电阻Ra接信号源Vs,18脚和Vs共地。脚1和脚2为输出引脚,Rb为输出负载电阻(使用时可选Ra=Rb=1kΩ)。该电路可实现1:1的隔离传输功能。

    光电隔离电路设计方案(三)

    光电隔离器可以组成多种应用电路,如光电隔离电路,长传输线隔离器,TTL电路驱动器,CMOS电路驱动器,脉冲放大器等。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    光电隔离电路设计方案(四)

    光电隔离是数据采集和控制系统抗干扰的一项重要措施,由于光电耦合器件的非线性,对模拟量的光电隔离会带来较大信号失真。为了提高光电隔离电路的线性度,采用负反馈方法把光耦器件的输出电流反馈输入端。进行光电隔离电路的静态特性试验。

    深度负反馈电路设计,使用深度负反馈可以改善系统的线性度,根据这个原理,在此设计了模拟信号的光电隔离电路。在该电路中使用了1片LP521光耦和2片LM2904集成运放。LP521有两路光耦,其中一路用于信号转换,一路用于负反馈;运放2904,1A用于用于组成负反馈电路。运放2904构成了电压跟随器,用于增加电路带负载能力。模拟信号光电隔离电路如图3所示。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    电路输出电压和输入电压是线性关系:LP521的两路光耦通道的发光二极管串联,通过2个二极管的电流If1=If2。因为两路光耦封装在1个器件中,光电特性基本一致,理想情况下可以认为两路光耦的集电极输出电流相等,即Ice1=Ice2。

    根据理想运放的性质,可以得到下面的公式:

    Vi=Ice2R1(1)

    Vo=Ice1R2(2)

    所以Vo=(R2/R1)Vi,输出电压和输入电压成正比,比例系数由R1和R2确定。

    光电隔离电路设计方案(五

    一、RS485总线介绍

    RS485总线是一种常见的串行总线标准,采用平衡发送与差分接收的方式,因此具有抑制共模干扰的能力。在一些要求通信距离为几十米到上千米的时候,RS485总线是一种应用最为广泛的总线。而且在多节点的工作系统中也有着广泛的应用。

    二、RS485总线典型电路介绍

    RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现,但有一些场合也可以用非隔离型。我们就先讲一下非隔离型的典型电路,非隔离型的电路非常简单,只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。如图1所示:

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    图1、典型485通信电路图(非隔离型)

    当然,上图并不是完整的485通信电路图,我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻;在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。中间的R16是匹配电阻,一般是120Ω,当然这个具体要看你传输用的线缆。(匹配电阻:485整个通讯系统中,为了系统的传输稳定性,我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。所以我们一般在设计的时候,会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻,至于用还是不用,由现场人员来设定。当然,具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点,还得有待现场的专家们来解答呵。)TVS我们一般选用6.8V的,这个我们会在后面进一步的讲解。

    光电隔离电路设计方案(六)

    光电隔离介绍

    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。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    图1.光电隔离器工作原理

    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。

    光耦合器的主要优点

    信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。

    光电隔离电路的作用

    是在电隔离的情况下,以光为媒介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离,因而能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰,有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处,使其在强-弱电接口,特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    图2. 光电隔离器应用

    电压、电流、温度、压力、应力及流量等测量是工业及过程控制应用中的重要组成部分。此类应用环境常会涉及危险级电压、瞬态信号、共模电压及不稳定地电位,可能会损坏测量系统,降低测量精度。为了克服以上缺陷,工业应用中的测量系统设计会加入电气隔离。本白皮书集中讨论模拟测量中的隔离,解答隔离应用中的常见问题,还将涉及不同隔离方式的技术实现。

    实现隔离的方法

    隔离要求信号通过隔离阻障传输,不能有直接电气连接。常用的非接触式信号传输器件有发光二极管(LED)、电容、电感等。此类器件的基本原理即是最常见的三种隔离技术:光电、电容、及电感耦合。LED能在通电时发光。光电隔离利用LED与光电探测设备实现隔离阻障,通过光来传输信号。

    光电隔离电路设计方案汇总(六款模拟电路设计原理图详解)

    光电隔离电路

    光电探测设备接受LED发出的光信号,再将其转换成原始电信号。光电隔离是最常用的隔离方法。使用光电隔离的优势是能够避免电气与磁场噪声。而缺点则是传输速度受限于LED的转换速度、高功率散射及LED磨损。

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  • Protel DXP 程序_光电隔离
  • USB光电隔离4口HUB(隔离2500V)pdf,USB光电隔离4口HUB(隔离2500V)
  • 文章简单介绍了USB接口的光电隔离保护方案及其实现方案
  • 电子政务-光电隔离装置.zip
  • STC8A光电隔离.Ddb

    2020-05-28 10:53:14
    使用STC8A8K64SA12 做的485通讯,使用6N137做光电隔离,通讯波特率最高可以做到115200
  • 光耦/光电隔离器件

    2021-02-26 17:12:03
    光电耦合元件(英语:optical coupler,或英语:photo coupler),亦称光耦合器、光隔离器以及光电隔离器,简称光耦。 常见的光电耦合元件是将发光二极管(LED)及光晶体管(LED)放在一个不透明的封装中。其他的...

    简介:

    • 光电耦合元件是以(含可见光红外线等)作为媒介来传输电信号的一组装置,其功能是平时让输入电路及输出电路之间隔离,在需要时可以使电信号通过隔离层的传送方式。光电耦合元件(英语:optical coupler,或英语:photo coupler),亦称光耦合器、光隔离器以及光电隔离器,简称光耦。
    • 常见的光电耦合元件是将发光二极管(LED)及光晶体管(LED)放在一个不透明的封装中。其他的组合有LED-光电二极管、LED-LASCR灯泡-光敏电阻光电耦合元件一般会传递数字信号,但配合一些技术,也可以用光电耦合元件传送模拟信号。
    • 缺点:光电耦合元件广泛用于电气隔离、电平转换、驱动电路及工业通讯中,但因为寄生输入输出电容问题,其共模瞬变抑制(Common-Mode Transient Immunity)能力较弱,此外,其速度受限、光电耦合元件的功耗较高,以及元件容易老化都是其问题。

    原理:

    • 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。
    • 输入的电信号驱动光发射源,使之发光,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,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,具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输资讯中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在电脑数位通信及即时控制中作为信号隔离的界面器件,可以大大增加其工作之可靠性。
    • 光耦合器的光发射源一般会是红外线发光二极管,将电能转换为特定波长的光,在发射源及接收器之间会有封闭式的光通道(也称为电介质通道),接收器是光感测器,感测特定波长的光,可能直接转换成电能量,也可能由此信号调变外部电源提供的电流。接收器可以是光敏电阻光电二极管光晶体管可控硅整流器(SCR)或TRIAC。发光二极管除了发射光之外,也可以作为光感测元件,因此可以用发光二极管作光感测元件,即为对称性双向光耦合器。光耦合的固态继电器其中由有光电二极管的光耦合器来驱动功率开关,一般是一对互补的MOSFET开槽光学开关包括光发射源及接收器,但其光通道有开口,若其他物体挡住开口,使光无法通过,则接收器产生的信号也会随之变化。

    电气隔离:

    • 子零件、电气信号及电源线都会受到闪电静电放电电磁干扰、切换脉波及电源扰动所产生的电压所影响。远方闪电可以感应大到10kV的电压,是许多电子元件耐压的一千倍。电路也可以透过设计方式连接高电压,此时就需要安全而可靠的装置连接高电压及低电压的元件。
    • 光电耦合元件的主要功能之一是要阻隔高电压以及电压暂态,不让这些电路中的电压暂态影响电路的其他部分。以往这类的机能会由隔离变压器实现,利用电感耦合电流隔离的输入及输出端可以传递讯号。变压器及光电耦合元件是仅有二种提供加强保护的功能,同时保护设备以及使用这些设备的人员。这些设备在物理上只有单一的隔离层,但提供的保护相当于IEC电器等级中,具有双重隔离的Ⅱ类电器。光电耦合元件的安全性、测试及承认受到各国以及国际性标准的规范:制造商发行的光电耦合元件规格至少需符合其中一项法规标准。
    • 光电耦合元件透过由输入信号调变的光束连接输入端及输出端,会将有用的输入信息转换为光,让光通过介电质,送到接收端再转换为电气讯号。变压器的本质可以双向传递能量,而且转换效率很高,而光电耦合元件和变压器不同,光电耦合元件多半只允许单向的信号转换(不过也有例外,参考双向光耦合器),而且不能转换功率。一般光电耦合元件不转换能量,只能提供信号,用信号将输出侧能量调变后再输出。光电耦合元件可以转换直流或是缓慢变化的信号,在输入及输出侧不需要阻抗匹配。变压器及光电耦合元件都可以破坏不希望出现的接地回路,接地回路是在工业上及电气设备中常见的情形,会因为接地线造成大电流或是噪声电流[

    种类:

    元件形式[note 5]光源[10]感测器种类[10]速度电流转换比(CTR)[note 6]
    电阻式光隔离器
    (Vactrol)
    电灯泡CdSCdSe光敏电阻(LDR)非常慢<100%[note 7]
    霓虹灯
    GaAs红外线LED
    二极管型光耦合器GaAs红外线LED光电二极管最高0.1–0.2%[24]
    晶体管型光耦合器GaAs红外线LED双极体硅光晶体管中等2–120%[24]
    达灵顿晶体管光晶体管中等100–600%[24]
    光耦合式SCRGaAs红外线LED硅控整流子从低到中>100%[25]
    光耦合式TRIACGaAs红外线LEDTRIAC从低到中非常高
    固态继电器GaAs红外线LED叠层光二极管叠层驱动
    一对MOSFETIGBT
    从低到高[note 8]实务上没有限制
    • 晶体管耦合器:具有较高的换能效率,高耐压性,低输入驱动能力
    • 高速集成电路输出耦合器:它有提供高速集成光能力的接收元件,速度为1-10兆赫兹
    • 三端双向可控硅耦合器:这种类型的耦合器主要用来控制AC载荷,例如发动机螺线管
    • 线性耦合器:结构由红外线LED,与红外线接收二极管组成,其输出为纯电流讯号。输入电流与输出电流有线性关系比,在光电二极管未饱和前,为线性输出特性。
    • 光电继电器SSR:又名固态继电器或光电MOSFET,因为在一个输出处里装配二颗MOSFET,在产品导通后,会与一般MOSFET相同,呈现电阻特性。

    应用环境:

    • 光电耦合元件广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、数位仪表、远距离信号传输(工业通讯)、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机电界面中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦回馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
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    2011-09-20 16:59:06
    光电隔离的485芯片,一般的485芯片不带光电隔离的,需要加外围光电隔离电路。

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