[实用新型]一种光电隔离线性变换器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种可线性传送模拟信号的光电隔离线性变换器。

背景技术：

为了提高单片机控制系统的可靠性，减少外部干扰对单片机的影响，数字系统一般都采用光电隔离的方法对外部系统进行隔离。对于开关量进行隔离一般都采用光耦隔离。而模拟量的输入、输出若采用线性光耦，或专用隔离集成电路，将大幅提高产品的成本，专用集成电路同时将增加电路的复杂程度，从而对产品的销售造成不利的影响。

发明内容：

本实用新型的目的就是提出一种光电隔离线性变换器，能线性传送模拟信号，且电路简单，成本低，调试方便。

为实现上述目的，本实用新型一种光电隔离线性变换器，包括：

双光耦电路，包含两个参数相同的光耦A、B，输入电压Ui经电阻R1施加在光耦A的光电二极管两端，电阻R连接在光耦B的光电二极管正极与地线之间，光耦A、B的光电三极管发射极分别经阻值相同的电阻R3、R4连接地线，光耦A、B的光电三极管集电极均连接电源VCC；

积分电路，包含一个运算放大器IC2，电容C2跨接在运算放大器IC2的负输入端和输出端之间，运算放大器IC2的负输入端连接光耦A的光电三极管发射极，正输入端连接光耦B的光电三极管发射极，输出端连接光耦B的光电二极管负极；

加法电路，包含一个运算放大器IC3，电阻R5和可调电阻VR2串联，连接在电源VCC和地线之间，电阻R5和可调电阻VR2的连接点经电阻R6连接运算放大器IC3的负输入端，运算放大器IC2的输出端经电阻R7也连接运算放大器IC3的负输入端，运算放大器IC3的正输入端经电阻R8连接地线，电阻R9跨接在运算放大器IC3的负输入端和输出端之间，运算放大器IC3的输出端输出电压U3。

在一种优选实施方式中，上述加法电路的电阻R6、R7、R9阻值相同，电阻R8阻值为电阻R6、R7、R9阻值的并联值。

电阻R8的阻值也可以为零，此时，运算放大器IC3的正输入端直接连接地线。

本实用新型输入电压Ui经光耦隔离再经运算放大器IC2，IC3后，输出电压U3，通过调节可调电阻VR2，可使输出电压U3和输入电压Ui呈线性比例关系，比例值只和电阻值有关，故本实用新型实现电隔离的同时，又可线性传送模拟信号。

附图说明：

图1为本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例包括双光耦电路、积分电路和加法电路。

双光耦电路，包含两个光耦A、B，IC1为光耦芯片，型号为PC817-2，两个光耦A、B封装在同一芯片IC1上，可认为此两光耦A、B的参数是相同的，即两个光耦A、B的电流转换系数K是相同的，电流转换系数K＝光电三极管发射极电流I_E/光电二极管电流I_D，光耦A的电流转换系数K1＝光耦B的电流转换系数K2。

输入电压Ui经电阻R1施加在光耦A的光电二极管两端IC1的1、2脚，C1为滤波电容，并联在光耦A的光电二极管两端IC1的1、2脚。电阻R为电阻R2和可调电阻VR1串联而成，连接在光耦B的光电二极管正极IC1的3脚与地线之间，光耦A、B的光电三极管发射极IC1的7、5脚分别经阻值相同的电阻R3、R4连接地线，光耦A、B的光电三极管集电极IC1的8、6脚均连接电源VCC。

积分电路，包含一个运算放大器IC2，电容C2跨接在运算放大器IC2的负输入端IC2的2脚和输出端IC2的1脚之间，运算放大器IC2的负输入端IC2的2脚连接光耦A的光电三极管发射极IC1的7脚，正输入端IC2的3脚连接光耦B的光电三极管发射极IC1的5脚，运算放大器IC2的负输入端IC2的2脚和正输入端IC2的3脚之间连接反向并联的二极管D1、D2，二极管D1、D2用作钳位器件，电路工作时将运算放大器IC2的2、3脚之间的电压钳位在0.6V之内，对运算放大器IC2起到保护作用。运算放大器IC2的输出端IC2的1脚连接光耦B的光电二极管负极IC1的4脚。