光電耦合器在伺服系統中的應用
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HCNR201光電耦合器是一種由三個光電元件D1、D2、D3組成的器件。當D1通過驅動電流If時，發出紅外光(伺服光通量)。該光分別照射在D2、D3上，反饋光電二極管吸收D2光通量的一部分，從而產生控制電流I1。該電流用來調節If以補償D1的非線性。輸出光電二極管D3產生的輸出電流I2與D1發出的伺服光通量成線性比例。令伺服電流增益K1=I1／If，正向增益K2=I2／If，則傳輸增益K3=K2／K1=I2／I1。
主要技術指標如下：
●線性度：±0．05％；
●線性系數：5％；
●隔離電壓：1 414 V；
●具有0～15 V的輸入／輸出范圍。
2．2．3 電壓檢測電路設計
系統母線電壓檢測電路如圖3所示，信號為正極性輸入，正極性輸出。隔離電路中，R1調節初級運算放大器的輸入偏置電流的大小，C1起反饋作用，同時濾除了電路中的毛刺信號，避免HCNR201中的鋁砷化鎵發光二極管(LED)受到意外的沖擊。R3可以控制LED的發光強度，對控制通道增益起一定作用。本文引用地址：http://www.104case.com/article/168191.htm
2．2．4 運算放大器的選擇
運放可以是單電源供電或正負電源供電，HCNR201是電流驅動型器件，其LED的工作電流為1 mA～20 mA，因此，運算放大器A1的驅動電流也必須達到20 mA，同時，根據輸入電壓范圍，也要求運算放大器有相應的共模輸入和輸出能力。本設計電路采用單電源供電的LM2904集成運算放大器，其輸出電流可達40mA。
2．2．5 電阻器的選擇
A1組成驅動級的等效電路如圖4所示。圖中，Rf是等效反饋電阻器。該等效電路是典型的同相型放大器，故U+=U-，且U+=Uin，因此Uin=U-。
由圖3知，If=(UO1-UD1)／R3
由圖4可見，I1=U-／R1
因為K1=0．005，I1=0．005If
所以(UO1-UD1)／R3=200×U-／R1
假設，R1=200R3
則UO1=Uin+UD1
由圖2知Vin=I1×R1，Vout=I2×R2
因為是線性光耦合器模擬信號隔離，且本系統要求線性關系為
本系統中，Vin=0～10 V，R1=10／20×10-3×0．005=100 k，R2=33 k，R3=500 Ω。
由于器件參數的離散性，I1近似等于0．005If，K3=I2／I1≈1，所以，此時R1、R2、R3的值僅為估算值，實際調節到線性度最佳時，R1=100 k，R2=36 k，R3=220 Ω。
應用線性光耦合器組成的模擬信號隔離電路的線性度好，電路簡單，有效地解決了模擬信號與應用系統的電氣隔離問題。
3 結論
實踐證明，本系統在低電壓控制電路與高壓驅動電路之間，模擬量與數字量之間，有效地利用了光電隔離電路，提高了系統的抗干擾能力，保證了系統的可靠性。
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