[實用新型]一種輸入無源的線性光電隔離器

無效

• 申請號: 200920243528.6
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN201549065U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 羅軍
• 申請（專利權）人: 成都瑞聯電氣股份有限公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種對儀器儀表、傳感器傳輸及變換、控制系統、電力設備和醫療儀器的輸入和輸出進行安全隔離的線性光電隔離器。

背景技術

工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、角度等，但在電路轉輸中，必須將非電物理量轉換成電信號模擬量才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上，再采用隔離器將信號分離到控制系統的地或測量系統的地；使傳感器、儀表或控制系統與電源之間相互隔離，以保證整個系統安全、可靠及穩定地工作。工業上最廣泛采用的是用4～20mA電流來傳輸模擬量，具體有如下兩種傳輸方式：

一種是采用磁隔離方式進行隔離，其不足之處是輸入和輸出信號頻率響應慢、帶負載能力差、隔離耐壓低。

另一種是采用有源線性光電隔離方式進行隔離，其不足之處是，它需要給輸入和輸出部分分別供電，供電電源容易對隔離器的輸入部分產生干擾，從而影響隔離器的性能，并降低其隔離耐壓。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述不足，本實用新型提出一種輸入無源的線性光電隔離器，它分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由取樣電阻、穩壓元器件、信號放大器和線性光電隔離元件等組成，它充分利用了線性光電隔離元件本身的高耐壓特性，又不需要給輸入端提供額外的輔助電源，從而避免了輔助電源對隔離器造成的干擾、減少了故障點，同時本實用新型的輸入和輸出信號頻率響應快、帶負載能力強、隔離耐壓高。使用時，只需在本實用新型的輸入端接入2-40mA的直流電流，便能輸出不同的電流或電壓隔離信號，廣泛滿足各種工業控制需要，完全適用于工業上最常用的4～20mA電流傳輸方式。

本實用新型解決其技術問題，所采用的技術方案是：一種輸入無源的線性光電隔離器，它分為輸入和輸出兩部分，其輸入部分由取樣電阻、穩壓元器件、信號放大器和線性光電隔離元件等組成，其結構特點為：在輸入部分的正端連接穩壓二極管和電壓基準源，通過該穩壓二極管給電壓基準源供電，該電壓基準源又分別連接線性光電耦合器和運算放大器，電壓基準源同時給線性光電耦合器和運算放大器供電，在輸入部分的負端并聯兩個阻值不大于10歐姆的取樣電阻，取樣電阻產生的取樣信號通過運算放大器和電容組成的積分電路來控制三極管導通電阻的大小，通過三極管導通電阻大小來調整線性光耦的第1、2腳的發射電流，該發射電流被線性光耦的第3、4腳和第5、6腳同時按相應比例進行接收和放大，線性光耦的第3、4腳連接運算放大器，該線性光耦的第3、4腳接收的電流閉環反饋到運算放大器，以恒定線性光耦的第1、2腳的發射電流；線性光耦的第5、6腳連接輸出部分的電阻、電容和運算放大器，構成輸出端的電流放大電路。

上述輸入無源的線性光電隔離器，其輸入部分不使用輔助電源。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：由于本實用新型在輸入端連接有穩壓二極管和電壓基準源IC1，能夠始終為后續電路提供基準電壓，該電路替代了現有技術在輸入端額外采用的輔助電源，從而實現了輸入無源結構。本實用新型設置的兩個并聯的取樣電阻均采用低阻值電阻，兩個電阻的阻值均不大于10歐姆，有效的減少了電路中的干擾信號，其采樣精度更高，適用范圍更廣，同時能耗更低。本實用新型線性光耦IC2的3、4腳接收的電流能夠閉環反饋到運算放大器，其有益效果是可以始終快速恒定線性光耦IC2的1、2腳的發射電流，從而加快了線性光耦的響應時間，提高了輸出電流的穩定性和輸入/輸出的線性度，本實用新型能將輸入/輸出全范圍的線形度控制在千分之二以內。同時，由于本實用新型的線性光電耦合器不需要連接外界的輔助輸入電源，能充分發揮線性光電隔離元件自身的隔離耐壓，其隔離耐壓性能比現有技術有大幅度提高。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式