光耦隔离放大电路二解读Word下载.docx
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在整个电路的输出端与电压更随器连接，以进一步使电路达到良好稳压输出效果。
关键词隔离放大器光耦电压放大电路电压跟随器
目录
课程设计任务书II
隔离放大电路的设计III
模拟电子技术课程设计成绩评定表IV
中文摘要V
目录1
1.设计任务描述2
1.1设计题目:
2
1.2设计要求：
1.2.1设计目的：
1.2.2基本要求：
1.2.3发挥部分：
2.设计思路3
3.基本框架4
4.模块细节及各部分电路设计及参数计算5
4.1方波信号输入5
4．2电源提供电流进入光耦图6
4.2.1光偶的一些参数6
4.2.2分析9
4.2.3放大电路的选择及计算9
4.2.4光耦简图11
4.2.5CTR的计算11
4.3的计算11
4.4电压跟随器的设计图12
4.5方波仿真信号输出12
4.6.注意的问题13
5.电路元件清单14
6.主要元器件介绍15
6.1光耦数据单15
6.2TLO84的数据单17
7.小结19
8.参考文献21
9.附录22
1.设计任务描述
（1）掌握隔离放大电路的构成，原理与设计方法；
（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。
（1）输入信号为方波，幅度1V，频率100Hz～40kHz；
（2）采用适当的隔离设备不影响信号提供者;
（3）输出信号上升及下降时间占有方波周期的5%以下；
（4）输出信号幅度不低于3V。
（1）tpd<
100μs；
（2）幅度分段可调；
（3）其他。
2.设计思路
光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成：
光的发射、光的接收及信号放大。
这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入和输出隔离的作用。
光耦合器的主要优点是：
信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离；
输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强；
由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力；
另外，它还有工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高等优点。
而我的电路图设计步骤：
（1）确定目标：
设计整个系统是由哪些模块组成及明确他们的各自功能，通过各个模块之间的信号传输，实现信号的比例放大、光-电-光转化以及电压跟随等目的。
并画出线性直流稳压电源方框图。
（2）系统分析：
根据系统功能，选择各模块所用电路形式。
（3）功能分析：
分析各模块在此部分所起到的作用。
（4）参数选择：
根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。
（5）总电路图：
连接各模块电路，整体分析。
基本设计思路为：
1．利用放大电路提供光耦所需的电流
2．通过光耦对输入信号进行隔离放大
3．通过电压跟随器，使输出信号稳定
3.基本框架
光耦隔离
方波信号输入
方波信号的放大
→→
方波信号输出
电压跟随器
→→
基本原理：
1.通过电压提供电流，利用放大器改变电流的大小，从而使输入电流在所选光耦的线性区，使光耦起到隔离放大的作用。
2.在光电耦合器输入端加的电流信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。
3.在电路中加入电压跟随器使其在电路中不至于消耗电压。
4.模块细节及各部分电路设计及参数计算
4.1方波信号输入
输入信号仿真图
4．2电源提供电流进入光耦图
图4.2.1
4.2.1光偶的一些参数
MaximumRatingsT=25°
C
A
Emitter
ReverseVoltage..........................................................................................6.0V
ForwardCurrent........................................................................................60mA
SurgeCurrent（t≤10μs）...............................................................................2.5A
PowerDissipation...................................................................................100mW
Detector
Collector-EmitterBreakdownVoltage...........................................................70V
Emitter-BaseBreakdownVoltage................................................................7.0V
CollectorCurrent.......................................................................................50mA
CollectorCurrent（t<
1.0ms）....................................................................100mA
PowerDissipation...................................................................................150mW
Package
IsolationTestVoltage..........................................................................5300V
RMS
Creepage..............................................................................................≥7.0mm
Clearance.............................................................................................≥7.0mm
IsolationThicknessbetweenEmitterandDetector...............................≥0.4mm
ComparativeTrackingIndexperDINIEC112/VDE0303,part1..................175
IsolationResistance
12
V
=500V,T=25°
C...............................................................................10?
IOA
11
V=500V,T=100°
C............................................................................10?
StorageTemperature................................................................–55°
Cto+150°
OperatingTemperature............................................................–55°
Cto+100°
JunctionTemperature................................................................................100°
SolderingTemperature（max.10s,dipsoldering:
distancetoseatingplane≥1.5mm）......................................................260°
4.2.2分析
1.由上面的数据单可知，发光二极管的工作区域的电流为为了使其工作在最佳状态只有加一个放大器。
2.由图可知当时左右，这里我设置一个50的保护电阻，由此可推出放大后的电压为，所以放大器的放大倍数为四倍。
4.2.3放大电路的选择及计算
1.放大电路我们根据已学的知识，优先考虑集成运算放大器且讲其设置成同相放大器。
2.同相比例放大
电路图：
小信号电路模型
图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp，即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。
这种现象称为虚假短路，简称虚短。
由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两输入端之间的ip＝-in＝（vp－vn）/ri≈0，这种现象称为虚断。
根据虚短和虚断的概念有vp≈vn，ip＝-in＝0
3..根据虚短，续断的概念有，由上面的分析有=4所以，这样我将
4.2.4光耦简图
4N25
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