高压线性光电耦合器的制造方法
【专利摘要】高压线性光电耦合器，属于电气自动化领域，本实用新型为解决传统光电耦合器的光电元件随着温度变化而引起的输出不线性的问题。本实用新型包括运放A1、A2、LED发光二极管D1、光敏三极管PD1、PD2、电阻R1～R3和反馈电容C1；PD1和PD2的感光面同时接受D1发出的光线；A1同相输入端接入Vin；A1反相输入端通过R1接地，还连接C1一端和PD1发射极；A1输出端同时连接C1另一端和R2一端，R2另一端通过D1接地，PD1集电极连接电源Vcc1；A2同相输入端同时连接PD2发射极和R3一端；R3另一端接地；PD2集电极连接电源Vcc2；A2反相输入端连接A2输出端，并作为光电耦合器的输出端。
【专利说明】
高压线性光电耦合器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种隔离装置，属于电气自动化领域。
【背景技术】
[0002]光親合器(Photo-coupler)通过其内部的发光芯片与光感芯片的搭配，完成将电信号转为光信号、光信号再转为电信号的转换，因而适可用作一种电路安全装置。通过光耦合器的使用，可以避免来源端的电信号发生突波、不稳定等状况时，使得接收端的电路因直接电性连接该来源端，而产生譬如晶体管烧毁或电路无法正常运作等情形。
[0003]传统的光电隔离器很难做到线性，特别是高压下的，因为随着二极管的点亮时间的增加，二极管的温度也会随之变化。这样会引起输出和输入电压比VTR发生漂移。从而无法实现线性的输出。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的是为了解决传统光电耦合器的光电元件随着温度变化而引起的输出不线性的问题，提供了一种高压线性光电耦合器。
[0005]本实用新型所述高压线性光电耦合器，包括运放Al、运放A2、LED发光二极管Dl、光敏三极管PDl、光敏三极管PD2、电阻Rl、电阻R2、电阻R3和反馈电容Cl;光敏三极管PDl的感光面和光敏三极管TO2的感光面同时接受LED发光二极管Dl发出的光线；
[0006]运放Al的同相输入端接入输入电压信号Vin;运放Al的反相输入端同时连接电阻Rl的一端、反馈电容Cl的一端和光敏三极管H) I的发射极;运放Al的输出端同时连接反馈电容Cl的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接LED发光二极管Dl的阳极，LED发光二极管Dl的阴极接地，光敏三极管I3Dl的集电极连接电源Vccl;电阻Rl的另一端接地；
[0007]运放A2的同相输入端同时连接光敏三极管PD2的发射极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端接地;光敏三极管Η)2的集电极连接电源Vcc2;运放A2的反相输入端连接运放A2的输出端，并作为光电親合器的输出端。
[0008]本实用新型的优点:本设计通过设计一个补偿电路，实现了对发光二极管随着温度变化引起的VTR漂移的补偿。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型所述高压线性光电耦合器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0010]【具体实施方式】一:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述高压线性光电耦合器，包括运放Al、运放A2、LED发光二极管Dl、光敏三极管PDl、光敏三极管PD2、电阻R1、电阻R2、电阻R3和反馈电容Cl;光敏三极管的感光面和光敏三极管TO2的感光面同时接受LED发光二极管Dl发出的光线；
[0011]运放Al的同相输入端接入输入电压信号Vin;运放Al的反相输入端同时连接电阻Rl的一端、反馈电容Cl的一端和光敏三极管H) I的发射极;运放Al的输出端同时连接反馈电容Cl的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接LED发光二极管Dl的阳极，LED发光二极管Dl的阴极接地，光敏三极管I3Dl的集电极连接电源Vccl;电阻Rl的另一端接地；
[0012]运放A2的同相输入端同时连接光敏三极管PD2的发射极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端接地;光敏三极管Η)2的集电极连接电源Vcc2;运放A2的反相输入端连接运放A2的输出端，并作为光电親合器的输出端。
[0013]工作原理:
[OOM]在Al的正相输入端作为光电親合器的输入端，接入一个电信号Vin，经运放Al放大，驱动LED发光二极管Dl把电信号转变成光信号，光敏三极管H)1探测到光信号并将其转变为电信号，其中一路反馈回输入端通过控制LED发光二极管Dl的驱动电路以达到补偿LED发光二极管Dl随温度变化引起的VTR漂移，使输入信号保持稳定;另外一路经运放A2放大处理后输出Vout，由于两只光敏三极管经过匹配且受同一光源的控制激发，其光电流成线性比例，从而使电路实现了输入与输出间模拟信号的线性隔离传输。
[0015]由图1公开的原理图可知，信号为正极性输入，正极性输出。运放Al和光敏三极管PDl构成了一个光电流反馈回路，运放Al反相输入端的电压VA将随着输入信号的Vin变化而变化，整个输入回路实际上构成一个伺服增益系统。输出电路部分实际上是一个电压跟随器。隔离电路中，Rl调节初级运放输入偏置电流的大小，Cl起反馈作用，同时滤除了电路中的毛刺信号，避免光源LED受到过压的冲击。当输入电压Vin在OV及Al输出电流IF是OmA时，有一个大的开环增益值。随着运放Al输出电压的增大，IF开始有电流值而LED发光二极管Dl也进入工作状态。接着，光电三极管Η)1、Η)2受到LED发光二极管Dl所发出光的照射而导通，并产生电流Ipl、Ip2。当Ipl流经Rl，在Al的反相端便产生电压VA，使得运放Al进入负反馈工作状态。当VA值与Vin相等时，IF的值便不再增加，电路处在比较稳定的闭环状态。经过计算输出信号与输入信号成线性比例，且比值为R2/R1。
【主权项】
1.高压线性光电耦合器，其特征在于，包括运放Al、运放A2、LED发光二极管Dl、光敏三极管HH、光敏三极管TO2、电阻Rl、电阻R2、电阻R3和反馈电容Cl;光敏三极管PDl的感光面和光敏三极管TO2的感光面同时接受LED发光二极管Dl发出的光线； 运放Al的同相输入端接入输入电压信号Vin;运放Al的反相输入端同时连接电阻Rl的一端、反馈电容Cl的一端和光敏三极管HH的发射极;运放Al的输出端同时连接反馈电容Cl的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接LED发光二极管Dl的阳极，LED发光二极管Dl的阴极接地，光敏三极管roi的集电极连接电源Vccl;电阻Rl的另一端接地； 运放A2的同相输入端同时连接光敏三极管PD2的发射极和电阻R3的一端；电阻R3的另一端接地;光敏三极管Η)2的集电极连接电源Vcc2;运放A2的反相输入端连接运放A2的输出端，并作为光电親合器的输出端。
【文档编号】H03K19/14GK205584175SQ201620435515
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】蔡向东, 王珂琦
【申请人】哈尔滨理工大学