使用线性光耦合器的模拟隔离
介绍
interwetten与威廉的赔率体系 隔离仍然广泛应用于电机驱动、功率监测等，其中应用通常使用廉价的模拟电压控制来进行速度、强度或其他调整。
HCNR201/200模拟光耦合器通常被添加到，用于隔离应用电路的前端模块中的模拟信号。光耦合器将放置在模拟输入和A/D转换器之间，以提供模拟输入与混合信号ADC和其他数字电路的隔离。HCNR201/200是解决许多模拟隔离问题的一个优秀的解决方案
主要特点及规格
THCNR201/200模拟光耦合器由一个单个LED和两个光电二极管，PD1和PD2组成，如下图所示。这两个光电二极管紧密匹配，PD1在输入端，PD2在应用电路的输出侧。光电二极管的输出电流与LED的光输出呈线性相关。PD1具有输入光电二极管，允许直接监测LED状态，从而稳定LED的光输出。HCNR201/200通过与两个光电二极管的紧密匹配，并采用合适的应用电路，可以实现高线性度和稳定的增益特性。使用HCNR201/200的优点在于它可以在多种不同的模式下工作，如单极/双极、交流/直流和反相/非反相调制。HCNR201和HCNR200都装在40亿毫升DIP8宽体封装中。
PD1和PD2
HCNR201/200高线性模拟光耦合器的主要特点和特点如下：
低成本的模拟隔离，高线性度，灵活的设计，易于访问两个光电二极管更紧的K3(IPD2/IPD1)传输增益-输出光电二极管PD2中的电流低与输入光电二极管PD1中的电流低，这表明两个光电二极管有多接近低非线性-从Ipd2 vs Ipd1从5nA到50µA的图中绘制的“最佳它”直线的全尺度输出的最大偏差(%)。绘制的直线是基于从5nA到50µA等距的11个点。IPD2误差最好的它线是偏差上面和下面都是最好的它的线。低转移增益温度梯度-k3与温度的梯度图。这表明了对温度变化的转移增益
表1。HCNR201/200的关键威廉希尔官方网站 规范
| 参数 | HCNR201 | HCNR200 |
| 转移增益，K3 | 0.95至1.05±5%) | 0.85至1.15(土15%) |
| 非线性，NLBF | 0.05%max | 0.25%max |
| 温度系数，8k1/δta | -0.3%/°Ctyp | -0.3%/°Ctyp |
| 温度系数，δk3/δta | -65ppm/Ctyp | -65ppm/°Ctyp |
| 带宽(LED) | 9MHztyp | 9MHztyp |
| 共模噪声抑制,IMRR | 95dBtyp | 95dBtyp |
| 工作温度 | -40°C至85°C | -40°C至85°C |
| 连续工作电压，VIORM | 1414V峰值 | 1414V峰值 |
| 隔离电压，VISO | 5000V | 5000V |
使用HCNR201/200高速、低成本地实现
各种电路，被设计用来与HCNR201/200一起使用，以提供隔离，并在许多工业应用中使用它们，如电机驱动器、开关模式电源、传感器、电流回路等。HCNR201/200用于不同的电路结构。
图1展示了一个使用HCNR201/200的高速、低成本的实现，实现了1.5MHz的高带宽和稳定的增益特性。对于寻找高带宽、高速和低成本解决方案的应用程序，这将是一个合适的实现，因为电路只包含离散的晶体管(没有运算放大器)。但它将必须权衡精度，以实现高带宽和速度。这种协调状态通常用于切换模式电源的反馈路径。传递函数由：
VOUT/VIN= R2/R1
VOUT/VIN= R2/R
图1：使用HCNR201/200进行的低成本、高速模拟隔离
HCNR201/200用于伺服电机、逆变器和电源应用中的反馈回路中的电压监测。
使用HCNR201/200的优点是可以补偿由于温度、老化或其他非线性等问题引起的LED特性漂移。它们用于伺服电机驱动，从而将输入光电二极管放置在反馈路径中，以控制LED使用外部组件，如运算放大器的LED电流。这如正输入电压VIN的电压2所示。双极输入电路将使用两个HCNR201或两个HCNR200。电容器C1是补偿电容。两个运算放大器LM158是两个单独的封装，而不是一个双通道封装中的两个通道，否则将不会出现电流绝缘。
输入光电二极管电流，IPD1= VIN/R1.为了达到线性度，当R1为80kΩ时，输入电压，文将需要是最大的4V，并保持最大的光电二极管电流在50µA(如数据表中所述)。
该应用电路的线性传递函数由：
图2：使用HCNR201/200的正极性输入电压
电流回路
电流回路已成为传感器信号传输的标准方法。电流回路适用于需要长电缆长度或存在高电磁干扰的工业环境。从传感器级到控制器(PLC、PC)的距离可以很长。需要采用高压绝缘或电流隔离来保护设备。有几种类型的电流回路：模拟(线性电流表示模拟信号)、逻辑(高和低逻辑电平分别表示MARK和空间状态)，以及使用HART®(高速公路可寻址远程传感器)通信协议的组合模拟和数字电流回路。与电压信号相比，电流回路对噪声和线路阻抗
引起的误差不敏感、无损耗的长距离传输和较低的电磁干扰灵敏度。
发射机电路
从图3中，齐纳Z1建立了回路侧运算放大器IC2所需的电压。电路的回路侧由回路电流供电，从而消除了对隔离电源的需要。
对于4-20 mA电流回路变送器，选择R2 = 25Ω，R3 = 10kΩ，R1 = 80kΩ，选择电阻值，当输入电压为0.8V时，回路电流为4mA。当输入电压为4V时，回路电流为20 mA。(假设传递函数，K3=IPD2/IPD1=1).
图3：使用HCNR201/200进行隔离的4-20 mA电流回路变送器
审核编辑：汤梓红
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