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變壓器隔離，然后進(jìn)行頻率-電壓轉(zhuǎn)換得到隔離效果。集成的隔離放大器內(nèi)部電路復(fù)雜，體積大，成本高，不適合大規(guī)模應(yīng)用。 模擬信號(hào)隔離的一個(gè)比較好的選擇是使用線形光耦。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(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣，雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的，但兩個(gè)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(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。 市場(chǎng)上的線性光耦有幾中可選擇的芯片，如agilent公司的hcnr200/201，ti子公司toas的til300，clare的loc111等。這里以hcnr200/201為例介紹 2. 芯片介紹與原理說明 hcnr200/201的內(nèi)部框圖如下所示 其中1、2引作為隔離信號(hào)的輸入，3、4引腳用于反饋，5、6引腳用于輸出。1、2引腳之間的電流記作if，3、4引腳之間和5、6引腳之間的電流分別記作ipd1和ipd2。輸入信號(hào)經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn)化，電壓的變化體現(xiàn)在電流if上，ipd1和ipd2基本與if成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為k1和k2,即 k1與k2一般很
器基本上由4個(gè)部分組成，即權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源和模擬開關(guān)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器即a/d轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱adc，它是把連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號(hào)的器件。 為保證汞燈電源的電流、功率或光強(qiáng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，需要對(duì)電源進(jìn)行隔離控制。電源接收模擬控制電壓輸入以改變輸出電流，測(cè)控系統(tǒng)經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的模擬量輸出通道執(zhí)行來自數(shù)字控制系統(tǒng)的d／a轉(zhuǎn)換器輸出，同時(shí)為隔離數(shù)字控制系統(tǒng)弱電部分與汞燈開關(guān)電源強(qiáng)電系統(tǒng)，以避免地線環(huán)流和強(qiáng)電對(duì)弱電造成干擾或破壞，本系統(tǒng)采用高線性光耦hcnr200構(gòu)成模擬信號(hào)高電壓隔離放大器輸出控制信號(hào)，如圖2所示。 光電二極管信號(hào)經(jīng)模擬光耦hcnr200進(jìn)行線性隔離，經(jīng)lf412進(jìn)行電壓放大，最后經(jīng)共模濾波輸出控制電壓，電路設(shè)計(jì)如圖3所示。其中，hcnr200高線性模擬光耦包含一個(gè)高性能的led，該led光耦合到兩個(gè)密切配合的光電二極管。輸入光電二極管可用于監(jiān)測(cè)，并借此穩(wěn)定led的光輸出。因此，led的非線性和漂移特性幾乎可被完全消除，具有高線性和穩(wěn)定增益特性。lf412運(yùn)算放大器具有雙jfet輸入特性、內(nèi)部消除漂移電壓、低輸入偏置電流、低電壓噪
較緩慢，模擬信號(hào)采樣的響應(yīng)時(shí)間在毫秒量級(jí)可以滿足要求。由于光耦的感應(yīng)電流比較小，所以電路中需要較大的r13電阻，c32和c33的作用是減小高頻噪聲，但會(huì)帶來響應(yīng)頻率的降低。r12/r13為該線性隔離電路的增益，該增益主要為了滿足輸入模擬信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍支持到接近0~5 v。圖3為cd4051+線性光耦模塊電路圖。 該單元中cd4051地址線a、b信號(hào)經(jīng)由光耦隔離輸入，用于控制選通四通道之一。 該電路經(jīng)過實(shí)測(cè)得到的線性系數(shù)為：輸入信號(hào)大于0.1 v后小于5%，大于0.4 v后優(yōu)于1%，優(yōu)于hcnr200標(biāo)稱的15%。該系統(tǒng)輸出截止電壓為3.277 v，在0.4 v～3.27 v內(nèi)線性度良好。 （4）開關(guān)量模塊：經(jīng)由光耦隔離的io信號(hào)由pnp型晶體管s8550放大電流后驅(qū)動(dòng)繼電器。 （5）數(shù)字輸出模塊：該模塊的設(shè)計(jì)采用了光耦隔離和磁耦合隔離兩種方案。對(duì)照表明：作為io隔離磁耦adum1410比光耦使用方便，幾乎不需要外接元件，還具有使能控制引腳；光耦隔離則需要外接電阻，但具有成本優(yōu)勢(shì)。后級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片uln2803的輸入電流最大可達(dá)500 ma，支持的最大電壓可達(dá)30 v，即：com端可以接
pt控制策略的效果好壞直接取決于電壓和電流的采樣是否精確。 圖5示出電壓采樣電路。它采用光耦pc817和三端穩(wěn)壓管tla31相配合。tla3l是一種可編程穩(wěn)壓管，當(dāng)變壓器的次級(jí)輸出電壓uout變化時(shí)，光耦的輸出電壓隨之變化，a／d會(huì)采樣到當(dāng)前的充電電壓。 圖6示出電流采樣電路。由它對(duì)采樣電阻rsam兩端的電壓進(jìn)行采樣，并使用差分式運(yùn)算放大器放大輸出到mcu的a／d采樣端，從而得到主電路中的電流值。由于信號(hào)需要精確采樣，并且與電源隔離，因此使用線性光耦hcnr200。另外，單片機(jī)及周邊電路的用電可直接通過蓄電池隔離變壓得到，系統(tǒng)無須外部電源供電，十分方便。 4 軟件分析 由于太陽光強(qiáng)和環(huán)境溫度的變化是一個(gè)緩慢的過程，故參數(shù)采樣無須高實(shí)時(shí)性，每隔幾秒鐘采樣一次即可滿足要求。產(chǎn)生中斷的時(shí)間間隔是可以調(diào)整的，初期較短，可以迅速逼近最大功率點(diǎn)；后期較長(zhǎng)，防止系統(tǒng)在最大功率點(diǎn)附近振蕩。為防止系統(tǒng)誤判斷，每次控制比較，均進(jìn)行3次，當(dāng)3次的結(jié)果一致時(shí)，才實(shí)施相應(yīng)的控制策略，否則重新采樣比較，這樣便最大限度地保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。圖7示出實(shí)現(xiàn)mpp
程的控制。 圖2 整體充電器原理框圖 圖3 為buck 變換器電路。由mosfet 管q3、電感l(wèi)1 與繼流二極管d1 構(gòu)成典型的buck 降壓dc/ dc 變換器， q1 和q2 組成mosfet 管驅(qū)動(dòng)電路， uout 輸出至鋰電池正極。 圖3 buck 變換器電路 圖4 為電流采樣電路。rsense 用一小阻值精密電阻作為采樣電阻， 通過將電阻兩端電壓使用差分放大器輸送到spce061 的a/ d 端進(jìn)行采樣。為使采樣精確， 避免電源線與地線干擾， 使用線性光耦hcnr200 進(jìn)行隔離。 圖4 電流采樣電路 圖5 所示為電壓采樣電路。因?yàn)閟pce061 的a/d 端輸入范圍為0~ 3 v, 而太陽能電池的輸出常常高于3 v, 因此采用反向比例放大器， 使輸入與ad 采樣范圍相匹配。 圖5電壓采樣電路 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在buck 上， 存在uarrd= ubat 的關(guān)系。由此可知： 式中， ubat 為電池兩端電壓； d 為占空比； uarr 為太陽能電池兩端電壓。將式（ 1） 代入式（ 2） 可得： 由
變壓器隔離,然后進(jìn)行頻率-電壓轉(zhuǎn)換得到隔離效果。集成的隔離放大器內(nèi)部電路復(fù)雜,體積大,成本高,不適合大規(guī)模應(yīng)用。 模擬信號(hào)隔離的一個(gè)比較好的選擇是使用線形光耦。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(fā)單收模式稍加改變,增加一個(gè)用于反饋的光接受電路用于反饋。這樣,雖然兩個(gè)光接受電路都是非線性的,但兩個(gè)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(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。 市場(chǎng)上的線性光耦有幾中可選擇的芯片,如agilent公司的hcnr200/201,ti子公司toas的til300,clare的loc111等。這里以hcnr200/201為例介紹 2. 芯片介紹與原理說明 hcnr200/201的內(nèi)部框圖如下所示 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" border=0> 其中1、2引作為隔離信號(hào)的輸入,3、4引腳用于反饋,5、6引腳用于輸出。1、2引腳之間的電流記作if,3、4引腳之間和5、6引腳之間的電流分別記作ipd1和ipd2。輸入信號(hào)經(jīng)過電壓-電流
hcnr200可以廣泛地應(yīng)用在需要良好穩(wěn)定性、線性度和帶寬的模擬信號(hào)隔離場(chǎng)合。利用兩片hcnr200，可以工作在雙極信號(hào)輸入雙極性輸出模式；同時(shí)，其還可以工作在交直流電路、變換器的隔離、熱電偶的隔離、4~20ma模擬電流環(huán)發(fā)射／接收等多種模式下,因而可廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)通訊、電壓電流檢測(cè)、開關(guān)電源、測(cè)量和測(cè)試工業(yè)過程控制等方面。
實(shí)現(xiàn)光伏電池的最大功率輸出。mppt控制策略的效果好壞直接取決于電壓和電流的采樣是否精確。 圖5示出電壓采樣電路。它采用光耦pc817和三端穩(wěn)壓管tla31相配合。tla3l是一種可編程穩(wěn)壓管，當(dāng)變壓器的次級(jí)輸出電壓uout變化時(shí)，光耦的輸出電壓隨之變化，a／d會(huì)采樣到當(dāng)前的充電電壓。 圖6示出電流采樣電路。由它對(duì)采樣電阻rsam兩端的電壓進(jìn)行采樣，并使用差分式運(yùn)算放大器放大輸出到mcu的a／d采樣端，從而得到主電路中的電流值。由于信號(hào)需要精確采樣，并且與電源隔離，因此使用線性光耦hcnr200。另外，單片機(jī)及周邊電路的用電可直接通過蓄電池隔離變壓得到，系統(tǒng)無須外部電源供電，十分方便。 4 軟件分析 由于太陽光強(qiáng)和環(huán)境溫度的變化是一個(gè)緩慢的過程，故參數(shù)采樣無須高實(shí)時(shí)性，每隔幾秒鐘采樣一次即可滿足要求。產(chǎn)生中斷的時(shí)間間隔是可以調(diào)整的，初期較短，可以迅速逼近最大功率點(diǎn)；后期較長(zhǎng)，防止系統(tǒng)在最大功率點(diǎn)附近振蕩。為防止系統(tǒng)誤判斷，每次控制比較，均進(jìn)行3次，當(dāng)3次的結(jié)果一致時(shí)，才實(shí)施相應(yīng)的控制策略，否則重新采樣比較，這樣便最大限度地保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。圖7示出實(shí)現(xiàn)mppt的軟件流程。
4~20ma隔離目前要做一個(gè)4~20ma的電路首先通過單片機(jī)的pwm，經(jīng)濾波輸出5v，然后通過xtr110將5v信號(hào)轉(zhuǎn)換成4~20ma，該電流要送到1m外的電路上.現(xiàn)有個(gè)問題請(qǐng)教，要加隔離的話，要加在什么位置，是單片機(jī)io和濾波電路之間？還是4~20ma輸出后面加隔離？另外，打算用hcnr200線形光偶隔離，不知道上述方案有何問題，哪位有hcnr200線形光偶隔離的電路？wuzhe_163@163.com
線形光耦hcnr200的問題從網(wǎng)上下了個(gè)hcnr200的電路圖,可是沒有效果那.輸出的電壓,和我輸入的電壓根本不匹配,怎么搞的,大家提示下吧,不管輸入電壓如何,而且輸入端放大器的輸出電壓總是3.4v,感覺就是光耦沒有工作,還有輸出電壓總是3.2v,怎么搞的,大家給個(gè)意見吧
huifu用hcnr200可以,用過沒問題.
這是用于模擬信號(hào)的精密線性光電隔離傳輸電路關(guān)鍵的元件是光電耦合器hcnr200。1-2是發(fā)光二極管，3-4、5-6是兩個(gè)光電池，兩個(gè)光電池的特性接近完全相同。運(yùn)放u10、三極管q1和u11的1-2、3-4構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路。由于u10的正輸入端電壓是0，負(fù)反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果，是使u11的3腳電壓也等于0，也就是說，使得u11的3-4光電池的電流（方向是從3到4）等于vin/r22。5-6好象是3-4的“鏡像”，所以5-6的輸出電流也等于vin/r22（方向是從6到5），u12是i-v變換器，輸出電壓等于vin*(r27+w5)/r22。負(fù)反饋?zhàn)饔每梢赃@樣分析：假定u10的負(fù)輸入端電壓從平衡狀態(tài)略有升高，u10輸出電壓下降，導(dǎo)致q1基極電流增大，u11的發(fā)光二極管電流增大，光電池3-4電流也增大，這個(gè)電流流過r22，使r22上的壓降增大，u10負(fù)輸入端電壓降低，回到平衡狀態(tài)。-15v電源和r26的作用是保證在輸入電壓等于0時(shí)運(yùn)放u10能夠工作于線性放大區(qū)。輸入電壓為0時(shí)，負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用必須使得u11的發(fā)光管電流也等于0。如果沒有r26和-15v電源，就必須使q1截止。這就是說，運(yùn)放u10的輸出電壓必須高達(dá)
高線性光偶hcnr200安捷倫的。
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