線(xiàn)性光耦器件IL300-F-X009原理及其應用

圖2隔離電路中PD1形成了負反饋，當電壓Vin輸入時(shí)，運放U1的輸出使LED上有電流IF流過(guò)，且輸入電壓的變化體現在電流IF上，并驅動(dòng)LED發(fā)光把電信號轉變成光信號。LED發(fā)出的光被PD1探測到并產(chǎn)生光電流Ip1。根據運算放大器“虛斷路”和“虛短路”特性，輸入電壓Vin也會(huì )產(chǎn)生電流流過(guò)R1，Ip1=Vin／R1，Ip1取決于輸入電壓Vin和R1的值。LED發(fā)出的光同時(shí)照射在兩個(gè)光敏二極管上PD1和PD2，由式(1)可得到：Ip2=K3×Ip1，K3的范圍在0．945～1．061倍之間。運放U3和電阻R2把Ip2轉變成輸出電壓Vout，Vout=Ip2×R2，組合上面的3個(gè)等式得到輸出電壓Vout和輸入電壓Vin的關(guān)系：Vout／Vin=K3·R2／R1。電容C1為反饋電容，消除噪聲干擾，提高電路的穩定性。因此，輸出電壓Vout具有穩定性和線(xiàn)性，其增益可通過(guò)調整R2與R1的值來(lái)實(shí)現。

2．2 線(xiàn)性光耦(IL300-F-X009)的應用
本文將線(xiàn)性光耦(IL300-F-X009)隔離電路應用于檢測永磁同步交流電機母線(xiàn)電流，如圖3所示?；魻杺鞲衅麟娐凡捎肁CS712元件，ACS7 12是常用的電流傳感器元件，其輸出電壓與輸入電流為正比例關(guān)系，只要測出ACS712的電壓輸出值即可換算出被測永磁同步交流電機母線(xiàn)的電流值?；魻杺鞲衅麟娐?ACS712)將永磁同步交流電機母線(xiàn)的電流值變化轉化為電壓信號，經(jīng)過(guò)A／D轉換后傳輸給DSP數值信號處理器解算出永磁同步交流電機母線(xiàn)的電流。采用線(xiàn)性光耦隔離電路對霍爾傳感器電路檢測永磁同步交流電機母線(xiàn)電流進(jìn)行隔離，防止外界干擾的同時(shí)，還達到高精度的傳輸測量信號，即隔離電路前后電壓一致，滿(mǎn)足實(shí)際應用的要求。實(shí)驗電路原理圖如圖3所示。

2．3 確定線(xiàn)性光耦隔離電路的參數值
本試驗選取VCC和VDD都為+5 V，但不共地的電源電壓，Vin的輸入電壓范圍0 V～5 V，Vout的輸出電壓范圍0 V～5 V，如圖2所示。根據IL300芯片手冊說(shuō)明，如圖4和圖5所示，可知，在環(huán)境溫度為25℃，流過(guò)IL300-F-X009內的發(fā)光二極管LED的正向電流為IF=10 mA時(shí)，其傳輸增益K3=1，發(fā)光二極管LED的正向電壓VF=1．25 V。設輸入電壓Vin=5 V，則第一級運放LM358輸出的電壓V1=5 V，因此，由以上分析可以計算出R2的電阻值。