[實用新型]一種利用高線性模擬光電耦合器檢測正負電壓的應用電路

有效

• 申請號: 201320336269.8
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN203299258U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張森;王志平;李強
• 申請（專利權）人: 歐瑞傳動電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/22
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 梁翠榮

技術領域

本實用新型涉及一種檢測正負電壓的電路，具體是一種利用高線性模擬光電耦合器檢測正負電壓的應用電路。

背景技術

光隔離是一種很常用的信號隔離形式。常用光耦器件及其外圍電路組成。由于光耦電路簡單，在數字隔離電路或數據傳輸電路中常常用到，如UART協議的20mA電流環。對于模擬信號，光耦因為輸入輸出的線形較差，并且隨溫度變化較大，限制了其在模擬信號隔離的應用。

對于高頻交流模擬信號，變壓器隔離是最常見的選擇，但對于支流信號卻不適用。一些廠家提供隔離放大器作為模擬信號隔離的解決方案，如ADI的AD202，能夠提供從直流到幾K的頻率內提供0.025%的線性度，但這種隔離器件內部先進行電壓-頻率轉換，對產生的交流信號進行變壓器隔離，然后進行頻率與電壓轉換得到隔離效果。集成的隔離放大器內部電路復雜，體積大，成本高，不適合大規模應用。

實用新型內容

????本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種利用高線性模擬光電耦合器檢測正負電壓

的應用電路。該電路可以單獨采樣正負電壓，也可以同時采樣，同時采樣時不需要新做獨立電源。

????本實用新型的技術方案如下：

一種利用高線性模擬光電耦合器檢測正負電壓的應用電路，包括高線性模擬光電耦合器，其特征在于：還包括第一運算放大器，高線性模擬光電耦合器的輸入端通過第一電阻連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的反向輸入端連接高線性模擬光電耦合器的輸出端；還包括一端連接第一運算放大器的反向輸入端，另一端接電壓地的第二電阻；高線性模擬光電耦合器的輸出端連接有電流電壓轉換電路。

所述的電流電壓轉換電路包括由第二運算放大器組成的電壓跟隨器，并且在高線性模擬光電耦合器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端之間連接有作為限流電阻的第三電阻，在高線性模擬光電耦合器的輸出端與第二運算放大器的電源端之間連接有第四電阻。

所述的高線性模擬光電耦合器為HCNR200或者HCNR201。

????本實用新型的積極效果在于：本實用新型使用線形光耦模擬信號隔離。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別，只是將普通光耦的單發單收模式稍加改變，增加一個用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣，雖然兩個光接受電路都是非線性的，但兩個光接受電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性，從而達到實現線性隔離的目的。

本實用新型適用于需要線性采樣的任何場合，可以單獨采樣正負電壓，也可以同時采樣。同時采樣時不需要新做獨立電源，可有效降低成本，減小故障率，提高操作精度。

附圖說明

圖1是作為實施例的正電壓檢測電路。

圖2是作為實施例的負電壓檢測電路。

圖3是與圖1所示檢測電路配套使用的負電壓檢測電路。

圖4是與圖2所示檢測電路配套使用的正電壓檢測電路。

具體實施方式

本實用新型包括高線性模擬光電耦合器，比如HCNR200或者HCNR201，還包括第一運算放大器，高線性模擬光電耦合器的輸入端通過作為限流電阻的第一電阻連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的反向輸入端連接高線性模擬光電耦合器的輸出端，第一運算放大器的同向輸入端用于接收采樣電壓，還包括一端連接第一運算放大器的反向輸入端，另一端接電壓地的第二電阻。高線性模擬光電耦合器的輸出端連接有電流電壓轉換電路。

所述的電流電壓轉換電路包括由第二運算放大器組成的電壓跟隨器，并且在高線性模擬光電耦合器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端之間連接有作為限流電阻的第三電阻，在高線性模擬光電耦合器的輸出端與第二運算放大器的電源端之間連接有第四電阻。

下面結合具體實施例和附圖進一步說明本實用新型。

圖1所示電路中，第一運算放大器為U6A，第一電阻為R8，第二電阻為R6，第三電阻為R5，第四電阻為R7，第二運算放大器為U7A。

圖2所示電路中，第一運算放大器為U2A，第一電阻為R1，第二電阻為R2，第三電阻為R4，第四電阻為R3，第二運算放大器為U3A。

圖3所示電路中，第一運算放大器為U16A，第一電阻為R11，第二電阻為R12，第三電阻為R10，第四電阻為R9，第二運算放大器為U13A。

圖1所示電路中，第一運算放大器為U20A，第一電阻為R13，第二電阻為R14，第三電阻為R16，第四電阻為R15，第二運算放大器為U21A。