光電隔離電路設(shè)計方案

新型電路原理

圖1所示是隔離放大器的原理電路。本隔離放大電路主要由光電耦合器和運(yùn)算放大器構(gòu)成。光電耦合器選用普通光耦TLP521，運(yùn)算放大器則選擇通用運(yùn)算放大器LF353。通過這兩種普通器件的搭配。所得到的隔離放大器性能和專用模擬隔離放大器的性能相近。

圖1所示是放大器加普通光耦組成的隔離放大電路。本隔離放大電路由輸入和隔離輸出兩部分構(gòu)成，且兩部分使用隔離的電源(Vcc1、Vee1和Vcc2、Vee2供電。

輸入部分由運(yùn)放U1，電阻R1、R2、R3、R4、R5，電容C1、C2，光電耦合器OPT1、OPT2、OPT3、OPT4的發(fā)光二極管部分OPT1_A、OPT2_A、OPT3_A、OPT4_A和OPT1、OPT3的光敏三極管部分OPT1_B、OPT3_B組成，由正電源Vcc1和負(fù)電源Vee1供電。

OPT1_A、OPT2_A和OPT3_A、OPT4_A的電流構(gòu)成差動放大輸入。R1和R2為運(yùn)放的輸入電阻，R3和R4可為四個光耦的發(fā)光二極管(LED)提供偏置和控制電流。運(yùn)放U1和光耦OPT1、OPT3組成了一個射級跟隨器，R5上的電壓即為運(yùn)放的輸入電壓。

運(yùn)放的帶寬決定著構(gòu)成隔離放大器的帶寬?，F(xiàn)有的集成模擬隔離放大器的帶寬均在100kHz以下，而常用運(yùn)放的帶寬是這個帶寬的幾倍到幾十倍。

因此，本設(shè)計選用一般的運(yùn)放就可以滿足輸入部分的帶寬要求。所以，輸入級的運(yùn)算放大器可選用普通運(yùn)放(如LF353)。R7和C3用來濾波。本電路的隔離輸出部分由OPT2、OPT4的光敏三極管OPT2_B、OPT4_B、電位器W1和輸出電阻R6組成。

OPT2_B和OPT4_B為隔離輸出，它的電路結(jié)構(gòu)和輸入部分的光敏三極管相似，用于為輸出級提供電流。電位器W1用來調(diào)零。而兩部分光耦的電流傳輸比有偏差時，就會造成光耦LED電流相等而輸出級電流差不相同，從而使輸出電壓vo的零點(diǎn)產(chǎn)生漂移。因此，調(diào)節(jié)電位器W1可以消除這種由于光耦器件特性偏差所帶來的零點(diǎn)漂移。R6為輸出負(fù)載，它和電位器W1共同決定輸出電壓vo。