经典回顾：线性光耦在电流采样中的应用

4 运算放大器的选择

HCNR200/201是电流驱动型器件,其LED的工作电流为1mA～20mA,因此,运算放大器A1的驱动电流也必须达到20mA,能达到这种输出电流能力的运算放大器输出级一般为双极型,因此,选双极型运算放大器较合适。同时,根据输入电压范围,也要求运算放大器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的HA17324集成运算放大器,其输出电流可达40mA。

5 电阻器的选择

下面讨论光电导模式下电阻器的选择。

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

由图2显而易见,

式中,VD1为D1的正向压降。

由图4可见,

故将式(3)代入式(4)

由于器件参数的离散性,I1近似等于0.005If,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。

调节后,最佳线性度为220Ω。

6 结论

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

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。采用两片HCNR200可以工作在双极性输入/双极性输出模式;同时,还可以工作在交直流电路、变换器的隔离、热电偶的隔离、4mA～20mA模拟电流环发射/接收等多种模式下,可广泛应用在数字通讯、电压电流检测、开关电源、测量和测试工业过程控制等方面。

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