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主题:关于HCNR201线性光耦电路的一个问号

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关于HCNR201线性光耦电路的一个问号
变频器输出电流、直流母线电压检测电路,因为其属于强电回路,经常要用到光耦器件,实现电气上的隔离与信号的有效传输。常见有HCPL-A78xx系列芯片,其中含8倍电压放大线性光耦器件与A-D转换光耦器件。相应的介绍已有不少,在此不再赘言。
附件 ggg.jpg
将普通光耦的单发单收稍加改变,增加另一个光接收电路用于信号反馈——虽然两个光接收电路都是非线性的,但两路光接收电路的非线性特性可以做得较为一致。通过反馈线路的非线性,来抵消传输线路的非线性,从而达到线性传输的目的。如上图所示,采用HCNR20x系列线性光耦器件,在输入、输出侧由运放配合,以达到较满意的传输效果。
上图为一个经典应用电路(输入、输出侧皆为单电源供电),相关的原理性介绍已有不少,此不赘言。
将输入侧运放命名为N1,将输出侧运放命名为N2,我的问号是:
   1、忽略运放输入端流入微弱电流的影响,可知流经R1和PD1光敏二极管的电流为同一电流,即Ip1,又由虚短特性可知,N1反相输入端的电位应为0V。
假定输入正信号在R1上产生左+右-的正的1mA电流,而必定在PD1两端产生下+上-的负的1mA电流,这是使N1反相端为0V的必要条件。
在此:光敏二极管PD1受光激发时产生电流,其实是以一个下+上-的电动势的方式产生能量,形成了N1的反馈电流。此处PD1在受光时,是一个微型发电机吗?若不是,电路则无解。一直以为其受光则通(未深思之),想不到其受光能发电产生能量。不知我的想法对否?
2、若此问可解,则输出侧电路的问号也能迎刃而解:PD2受光产生负的电动势,经反相放大,在N2输出端,则有正的电压信号输出。
此电路中,PD1、PD2不仅为“受光通”器件,而为光激发而“发电”器件,产生相应的能量——电动势输出,不知我此解对否?
以询方家,早复为盼!
旷野之雪
2018-8-3
18-08-03 10:49
也由此可知,因PD1、PD2的特性相同,流经R1、R2的是其值一样的电流。若取值R1=R2,则电路的电压放大倍数为1。R1两端为输入电压值,R2两端则为输出电压值。
18-08-03 10:56

dlr

提供一资料供参考,不知有用否?
附件:
[本地下载]
18-08-03 15:26
其实发光二极管本身就是输出光能量的,光敏二极管也是受光能量才有电流输出。功率大了如光伏发电,激光切割。
小时候玩光敏二极管和光敏三极管,实验过。
18-08-03 16:19
版主辛苦了,收藏了,慢慢看,谢了、
18-08-03 17:06
很早以前,模拟电子的时代,设计一个系统,都要自己用硬件的集成电路来做,那时,特别希望能有线性光耦,可以轻而易举地把模拟信号电气隔离。已解决模拟系统的抗干扰问题。
可是后来,随着智能仪器的发展,计算机在系统里得到应用和普及,系统间的信号传输,都是通讯的,渐渐不用自己再去设计电路,而是用现成的智能模块了。由此,对线性光耦隔离也没有需求了。
现在看楼主的共享信息。一下子把以前的那种强烈的愿望勾起回忆。嘻嘻。线性光耦,现在已经用在变频器的电路里了。
点赞楼主的介绍与信息共享。
18-08-03 20:44
谢谢,较好的资料了。
18-08-03 22:18
光电效应
18-08-05 11:13
去网上搜索一下,这个链接参考一下:
http://www.elecfans.com/yuanqijian/guangou/20120315264201.html
【摘抄部分如下】
隔离电路中pd1形成了负反馈,当有电压vin输入时,运放a1的输出使led上有电流if流过,且输入电压的变化体现在电流if上,并驱动led发光把电信号转变成光信号。led发出的光被pd1探测到并产生光电流ipd1。同时,输入电压vin也会产生电流流过r1。假定a1是理想运放,则没有电流流入a1的输入端,流过r1的电流将会流过pd1到地,因此,ipd1=vin/r1。注意,ipd1只取决于输入电压vin和r1的值,与led的光输出特性无关。又因led发出的光同时照射在两个光敏二极管上,且pd1和pd2完全相同的,理想情况下ipd2应该等于ipd1。定义一个系数k,有ipd1=kipd2,k约为1±5%(当芯片制作完成后随之确定)。运放a2和电阻r2把ipd2转变成输出电压vout,有vout=ipd2r2,组合上面的3个方程得到输出电压和输入电压关系:vout/vin=kr2/r1,因此,输出电压vout具有稳定性和线性,其增益可通过调整r2与r1的值来实现,通常取r1和r2的值相同。
   隔离电路中电阻r1起限流作用。r3用于控制led的发光强度,从而对控制通道增益起一定作用。电容c1、c2为反馈电容,用于提高电路的稳定性。运算放大器a1的作用是把电压信号转变成电流信号,运算放大器a2的作用是把光耦输出的电流信号转变为电压信号,并增强负载驱动能力。
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个人肤浅理解:
PD1相当于一个电阻,只不过这个电阻的大小受控于LED IF
附件 1.jpg
班门弄斧,让咸老师见笑了,不知道能否这样理解?
18-09-13 22:50
新鲜观点,谢谢指点!
18-09-16 06:18

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