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2022-12-12 16:49
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介绍 模拟隔离仍然广泛应用于电机驱动、功率监测等,其中应用通常使用廉价的模拟电压控制来进行速度、强度或其他调整。 HCNR201/200模拟光耦合器通常被添加到,用于隔离应用电路的前端模块中的模拟信号。光耦合器将放置在模拟输入和A/D转换器之间,以提供模拟输入与混合信号ADC和其他数字电路的隔离。HCNR201/200是解决许多模拟隔离问题的一个优秀的解决方案 主要特点及规格 THCNR201/200模拟光耦合器由一个单个LED和两个光电二极管,PD1和PD2组成,如下图所示。这两个光电二极管紧密匹配,PD1在输入端,PD2在应用电路的输出侧。光电二极管的输出电流与LED的光输出呈线性相关。PD1具有输入光电二极管,允许直接监测LED状态,从而稳定LED的光输出。HCNR201/200通过与两个光电二极管的紧密匹配,并采用合适的应用电路,可以实现高线性度和稳定的增益特性。使用HCNR201/200的优点在于它可以在多种不同的模式下工作,如单极/双极、交流/直流和反相/非反相调制。HCNR201和HCNR200都装在40亿毫升DIP8宽体封装中。 PD1和PD2 HCNR201/200高线性模拟光耦合器的主要特点和特点如下: 低成本的模拟隔离,高线性度,灵活的设计,易于访问两个光电二极管更紧的 K3(IPD2/IPD1)传输增益-输出光电二极管PD2中的电流低与输入光电二极管PD1中的电流低,这表明两个光电二极管有多接近低非线性-从Ipd2 vs Ipd1从5nA到50µA的图中绘制的“最佳它”直线的全尺度输出的最大偏差(%)。绘制的直线是基于从5nA到50µA等距的11个点。IPD2误差最好的它线是偏差上面和下面都是最好的它的线。低转移增益温度梯度-k3与温度的梯度图。这表明了对温度变化的转移增益 表 1。HCNR201/200的关键技术规范 参数 HCNR201 HCNR200 转移增益, K3 0.95至1.05 ±5%) 0.85至1.15(土 15%) 非线性, NLBF 0.05% max 0.25% max 温度系数, 8 k1/δ ta -0.3%/°C typ -0.3%/°C typ 温度系数, δk3/δta -65 ppm / C typ -65ppm/° C typ 带宽 ( LED ) 9MHz typ 9MHz typ 共模噪声抑制 ,IMRR 95dB typ 95dB typ 工作温度 -40°C至 85°C -40°C至85°C 连续工作 电压, VIORM 1414 V峰值 1414 V峰值 隔离电压, VISO 5000 V 5000 V 使用 HCNR201/200高速、低成本地实现 各种电路,被设计用来与 HCNR201/200一起使用,以提供隔离,并在许多工业应用中使用它们,如电机驱动器、开关模式电源、传感器、电流回路等。HCNR201/200用于不同的电路结构。 图 1展示了一个使用HCNR201/200的高速、低成本的实现,实现了1.5MHz的高带宽和稳定的增益特性。对于寻找高带宽、高速和低成本解决方案的应用程序,这将是一个合适的实现,因为电路只包含离散的晶体管(没有运算放大器)。但它将必须权衡精度,以实现高带宽和速度。这种协调状态通常用于切换模式电源的反馈路径。传递函数由: VOUT/VIN= R2/R1 VOUT/VIN= R2/R 图 1:使用HCNR201/200进行的低成本、高速模拟隔离 伺服电机、逆变器和电源中的电压监测 HCNR201/200用于伺服电机、逆变器和电源应用中的反馈回路中 的电压监测。 使用 HCNR201/200的优点是可以补偿由于温度、老化或其他非线性等问题引起的LED特性漂移。它们用于伺服电机驱动,从而将输入光电二极管放置在反馈路径中,以控制LED使用外部组件,如运算放大器的LED电流。这如正输入电压VIN的电压2所示。双极输入电路将使用两个HCNR201或两个HCNR200。电容器C1是补偿电容。两个运算放大器LM158是两个单独的封装,而不是一个双通道封装中的两个通道,否则将不会出现电流绝缘。 输入光电二极管电流, IPD1= VIN/R1.为了达到线性度,当R1为80kΩ时,输入电压,文将需要是最大的4V,并保持最大的光电二极管电流在50µA(如数据表中所述)。 该应用电路的线性传递函数由: 图 2:使用HCNR201/200的正极性输入电压 电流回路 电流回路已成为传感器信号传输的标准方法。电流回路适用于需要长电缆长度或存在高电磁干扰的工业环境。从传感器级到控制器( PLC、PC)的距离可以很长。需要采用高压绝缘或电流隔离来保护设备。有几种类型的电流回路:模拟(线性电流表示模拟信号)、逻辑(高和低逻辑电平分别表示MARK和空间状态),以及使用HART®(高速公路可寻址远程传感器)通信协议的组合模拟和数字电流回路。与电压信号相比,电流回路对噪声和线路阻抗 引起的误差不敏感、无损耗的长距离传输和较低的电磁干扰灵敏度。 发射机电路 从图 3中,齐纳Z1建立了回路侧运算放大器IC2所需的电压。电路的回路侧由回路电流供电,从而消除了对隔离电源的需要。 对于 4-20 mA电流回路变送器,选择R2 = 25Ω,R3 = 10kΩ,R1 = 80kΩ,选择电阻值,当输入电压为0.8V时,回路电流为4mA。当输入电压为4V时,回路电流为20 mA。(假设传递函数,K3=IPD2/IPD1=1). 图 3:使用HCNR201/200进行隔离的4-20 mA电流回路变送器