[实用新型]一种利用高线性模拟光电耦合器检测正负电压的应用电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测正负电压的电路，具体是一种利用高线性模拟光电耦合器检测正负电压的应用电路。

背景技术

光隔离是一种很常用的信号隔离形式。常用光耦器件及其外围电路组成。由于光耦电路简单，在数字隔离电路或数据传输电路中常常用到，如UART协议的20mA电流环。对于模拟信号，光耦因为输入输出的线形较差，并且随温度变化较大，限制了其在模拟信号隔离的应用。

对于高频交流模拟信号，变压器隔离是最常见的选择，但对于支流信号却不适用。一些厂家提供隔离放大器作为模拟信号隔离的解决方案，如ADI的AD202，能够提供从直流到几K的频率内提供0.025%的线性度，但这种隔离器件内部先进行电压-频率转换，对产生的交流信号进行变压器隔离，然后进行频率与电压转换得到隔离效果。集成的隔离放大器内部电路复杂，体积大，成本高，不适合大规模应用。

实用新型内容

    本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种利用高线性模拟光电耦合器检测正负电压

的应用电路。该电路可以单独采样正负电压，也可以同时采样，同时采样时不需要新做独立电源。

    本实用新型的技术方案如下：

一种利用高线性模拟光电耦合器检测正负电压的应用电路，包括高线性模拟光电耦合器，其特征在于：还包括第一运算放大器，高线性模拟光电耦合器的输入端通过第一电阻连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的反向输入端连接高线性模拟光电耦合器的输出端；还包括一端连接第一运算放大器的反向输入端，另一端接电压地的第二电阻；高线性模拟光电耦合器的输出端连接有电流电压转换电路。

所述的电流电压转换电路包括由第二运算放大器组成的电压跟随器，并且在高线性模拟光电耦合器的输出端与第二运算放大器的同相输入端之间连接有作为限流电阻的第三电阻，在高线性模拟光电耦合器的输出端与第二运算放大器的电源端之间连接有第四电阻。

所述的高线性模拟光电耦合器为HCNR200或者HCNR201。

    本实用新型的积极效果在于：本实用新型使用线形光耦模拟信号隔离。线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接受电路用于反馈。这样，虽然两个光接受电路都是非线性的，但两个光接受电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。

本实用新型适用于需要线性采样的任何场合，可以单独采样正负电压，也可以同时采样。同时采样时不需要新做独立电源，可有效降低成本，减小故障率，提高操作精度。

附图说明

图1是作为实施例的正电压检测电路。

图2是作为实施例的负电压检测电路。

图3是与图1所示检测电路配套使用的负电压检测电路。

图4是与图2所示检测电路配套使用的正电压检测电路。

具体实施方式

本实用新型包括高线性模拟光电耦合器，比如HCNR200或者HCNR201，还包括第一运算放大器，高线性模拟光电耦合器的输入端通过作为限流电阻的第一电阻连接第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的反向输入端连接高线性模拟光电耦合器的输出端，第一运算放大器的同向输入端用于接收采样电压，还包括一端连接第一运算放大器的反向输入端，另一端接电压地的第二电阻。高线性模拟光电耦合器的输出端连接有电流电压转换电路。

所述的电流电压转换电路包括由第二运算放大器组成的电压跟随器，并且在高线性模拟光电耦合器的输出端与第二运算放大器的同相输入端之间连接有作为限流电阻的第三电阻，在高线性模拟光电耦合器的输出端与第二运算放大器的电源端之间连接有第四电阻。

下面结合具体实施例和附图进一步说明本实用新型。

图1所示电路中，第一运算放大器为U6A，第一电阻为R8，第二电阻为R6，第三电阻为R5，第四电阻为R7，第二运算放大器为U7A。

图2所示电路中，第一运算放大器为U2A，第一电阻为R1，第二电阻为R2，第三电阻为R4，第四电阻为R3，第二运算放大器为U3A。

图3所示电路中，第一运算放大器为U16A，第一电阻为R11，第二电阻为R12，第三电阻为R10，第四电阻为R9，第二运算放大器为U13A。

图1所示电路中，第一运算放大器为U20A，第一电阻为R13，第二电阻为R14，第三电阻为R16，第四电阻为R15，第二运算放大器为U21A。