高速开关光耦隔离电路设计文档格式.docx

1、光耦在电路中起隔离反向放大的 作用。VCCU2AI1 T*J,LCMT7*13.R10 Vo第四部分为同相放大电路。同相放大电路在电路中起同相放大的作用。1611VDD以上就是我设计的由四部分组成的高速开关光耦隔离电路。设计方框图从整个电路来看，输入幅度为 3V，频率为500Hz的方波信号，首先进入电 压跟随器。利用电压跟随器的作用即 缓冲、隔离、提高带载能力，使电路前后 匹配。输入信号经电压跟随器后流经光耦。 利用光耦的作用即 隔离反相放大，使光 耦的输出端与输入端实现电信号的隔离。并将信号做放大处理，输出信号 反相。接下来是信号的放大。首先信号经仪用用放大器。利用仪用放大器的作用即 反相、

2、放大。输出信号反向，并合理选择电阻的数值，使信号以一定的增益输 出。然后信号经同相放大器。利用同相放大器的作用即同相、放大。输出信号 同相，并合理选择电阻的数值，使信号以一定的增益输出。最后输出幅度为6V,频率为500Hz的方波信号。四各部分电路设计及参数计算4.1电压跟随器4.2光耦RIO lOOD输入光耦的信号的幅度为3V,频率为500Hz,根据光耦这一元件的自身特性，光耦起到了隔离反相放大的作用，其输出信号的幅度为 2.5V，反相，频率为500Hz。4.3仪用放大器输入仪用放大器的信号的幅度为 2.5V，频率为500Hz。如图所示，仪用放大器的增益Av=-R4/R3（i+2R2/R1）。

3、输出信号的幅度为1.5V,反相，频率为500Hz。4.4同相放大器输入同相放大器的信号幅度为1.5V,频率为500Hz。如图所示，同相放大器的 增益Av=1+R2/Ri,即卩Av=1+150/50=4。因为1.5x4=6所以输出信号的幅度为 6V, 同相，频率为500Hz。五工作过程分析5.1电压跟随器输入幅度为3V，频率为500Hz的方波，并通过电压跟随器。电压跟随器的 增益等于1,但其输入电阻趋于无穷大，而其输出电阻趋于零，故在电路中作 为阻抗变换器或缓冲器，起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用5.2光耦信号经第一部分电路即电压跟随器进入第二部分电路即光耦。光耦是一种 将电信号转换成为光信号

4、并进行传导，然后又将光信号转换为电信号进行输出。 它属于一种电一光一电转换元件。这就完成了电一光一电的转换，从而起到将 输入、输出隔离的作用。由于光耦的输入、输出互相隔离，电信号传输具有 单向性等特点，因而具有良好抗干扰能力且工作稳定、传输效率高。光耦在 电路中起隔离反向放大的作用5.3仪用放大器信号经第二部分电路即光耦进入第三部分电路即仪用放大器。仪用放大器是 一种反相放大电路。由三个集成运放通过一定的连接组成，在电路中起到反相 放大的作用5.4同相放大器信号经第三部分电路即仪用放大电路进入第四部分电路即同相放大电器。 同相放大器在电路中起到同相放大的作用。其电压增益 Av=1+R/R9。经

5、同相放大器后输出幅度为6V频率为500Hz的方波5.5高速开关光耦隔离电路的电路图及仿真高速开关光耦隔离电路的电路图-Iff I rTi I I 1 II 词忠評空S.B HFKfl WIB 翊 4AE HOJ fC）阿因 lUCO 1RKtl 足敗a 血网凶 D净.昂& ft C ! Sa i I !1S - .；|：*込匚vccJV-R&Wd3DD.mR-Wn IMCl JUC仿真过程输入幅度为3V,频率为500Hz的方波。宝援伦画数爰生器-XFG1秦AgiiMt議辛證t泗n耐bi询ry呱包Fdrm C.o.ar! 2PSWSr1I / AH/FM 一KI,_U, Rgq Lft-rit

6、r鼻Off 丹蚪 On & 5WWArt ListEntarMENUEP幷MX3/NC5、冃匸 曲E空J X豐hI 4iv fl MaxI HDhStprb- -.-:,4-InTrnail5甸t吊如*尸平不 FIjMCnOWZ HODULATJON AM fW FSK 卫怛粹削17Mp!Store5 Enitr 庐亟I I N冒窗I IATATCMODtFVTI4UCAt&ackRectiiMnu5C. 谤宝捷桧函数发主器”XFG1SS3312OAAllnt I5MH FdActian MEFiji巾空 ntiWtar500.00000 Hz-PWrJ.O+fB. OjiT 14&J+J .

7、/Irb tfjAMBurjtSW4Ph：-i-，fUHCTIOW/ MODULATION mi二陀歹 1： FM PSKEntefF AM/FM 4Fraq Lbv罰Fr*qMOOiFTMH1 mVppSingle甜HFc1 REf制 3.-.! -EfltrI Stiift I1 5IIo1Number,t- 1?Tflia盯LflCALA -I H= OBfllBCk pdu屯 -n虹Bih和的坤*4 Obi/Ampll Ij OHMOUTPUT 1信号经第一部分电路即电压跟随器后输出波形图如下kklriini% I IttftrM Pah 诉I 阿 Hg： 0001 C Q Q Q S

8、a, O s鈔：丄瞻前WiT湘hwnj耳EBTICHJKijIiON I画題I團VOLTSm VDLTSDlVsruhC iwagK魁 11VOLT&tVJICh丄POEIl I I頫I* I CH4 EkTTM I豊aCH 2KUFt需眯E hillmtJ-L 閑i FCH 1Cfl -信号经第二部分、第三部分电路即光耦及仪用放大器后输出波形如下 frts-xsciIbklriini% I 0000.imnruLtu. neuur Aum ZiHJoteLogic Hi Common Mode Transiem ImmufiiiyIICMkI6N137 HCPUG30 HCPUMiDWGOH

9、CNW13710,000|v；mI = iovVcx，= 5V,lF = 0niV Vo（HlK）= V, 儿=翡0层几匕汽15J, 10,18 jyHCPUCOWlHCPLO（iOm31HCNWl1000咖1畑1罰1ICPL-2C1V4（1G1 nCPUKllWOGl iiawi15.0001畑口汗Logic LawCommonModeTransientImniujiilyIcMlItiN13?HCPU（130 HCPXOCWO iicmsT10.000%|讪V代二 5 V, Ip = 7.5 niRl = 350曲T尸监雹1卫18J9nCPU（J01/2G31IICPUKJ0WC315,0

10、00瓯卜斛HCPL2（lll/4C61HCPUWllMlH（W0ll15,0002集成运放LM324L2ZJ I = I I 5 I T I I |O, EZl I I tLM324, LM324A, LM324Y, LM2902, LM2902QQUADRUPLE OPERATIONAL AMPLIFIERSSLOSOefiE-SEPTEMBER 1975-REVISED FEBRUARY1997absolute maximum ratings over operating free-air temperature range （unless otherwise notd）tLM124, L

11、M124ALM224, LM224ALM3J4ALM2902,LM2502QUNITSupply voltage, Vcc （see Note 1）3226VDifferential input vDllagg. 丫心彌 Note 2）132Input wllage, V| eithef inpul）-0.3 to 32-0.3 to 26Duraliofi of output short circuil （one amplifier lo ground at （ below邛=25吧、 Vcc15 V （see Note 3）unlimitedunlirnHedCofitiniJouE to

12、taMissipationSee Dissipation Rating TaWeOperating free-air lemperature range-55 to 125LM224,LM224A-25 to 353324, LH324A070LM2902, LM2902Q-40 to 125Storage temperature range-65 to 150-eS（0 150Case tempefature for W secondsFK package260弋Lead tempgratjre 1,0 incti） from cg&e for semndsJ Of W package300

13、XLead temperature 1,6 mm 1/16 incti） from case fof 10 secondsD, DB, N, or IPW ipackageT beyond 1fl常a li帘盛1 urUl钢 站祸1直 maxi mum 怕ting骑 rray 加u静WntiahSht damage lo Ih自 d包vim Tlhbs：$g B闻 $1r$5$ rali Ortiv.勺 rufuncNofiai operation of the tevioe at these or any other oofidrtions beyond tfwse kid icaied u

14、nder recommerxJed operating condito 丄 碎electrical characteristics,比匚=5 V, = 25X （unless otherwise noted）PARAttETERTESTCOHD+TK）NStLH324YUNrrMINHPMAXV|OIrpiJt offset voftagemVl|OInpiJt offset ojirentVcc = 5Vto MAX,V|C = V|CRmin.Vo = 14V50nAl|BInput bias oument-20-2MV|CRCommofi-iTiode input voltage ran

15、geVCC = &VtoMAXOtoVCC-1.5YohHigh-level outpul voltageRLlOkilVolLow-level output voHageRL3ltil100伽VCMRRConmofi-mode rejection ratioV|C = V|CRmir65eodB唸VRSiipply-vottage rejection ratio iVcc=MV|o）VCC = 15V,V|D = 1V,vo=o-30-60IoOutput currentVcc = 15V,V|D = -1V,Vo=1SV10mAV|D = iyVo =300 mV1230osShort-droiitoutput currentGNDat-5V,心D4060Supply current four amplifiers）心gNo load0.7Vcc = max.Vo =0-5 Vcc.Mo load1.1t All characteristics are measured under opefi-loop conditions with zero common-mode mpiit voHage unless oltiemise specified. MAX for testina mjrmses is 30 V.