在计算机网络监控及自动化系统中,系统前端被测试量的调理、隔离电路对整个系统的正常工作具有很重要的作用。Texas Instruments公司的精密线性光耦TIL300[4]是隔离器件的新产品。我们采用该器件和Burr-Brown公司的高隔离DC-DC芯片DCP0105[5] 完成了模拟量的隔离电路。在湖南省微波网监控系统中,使用该隔离电路来完成模拟量的精密隔离传输,效果很好。 1. 本隔离电路设计的出发点 隔离电路的设计主要出于两种考虑:第一,保护被测电路和测试电路,使其不至于因测试电路或被测电路的故障而影响整个系统的工作。第二,减小环境噪声对测试电路的影响。在监控系统中,受控设备的工作环境一般比较差,比如微波站和电视转播站大多建在高山上,测试点很容易受到强的雷击影响,电磁干扰的影响也比较大。为保护后级设备、保证测量结果的有效性,测试电路与被测电路必须做到严格的电气隔离,隔离电路应具有较高的精度。电路的成本和体积也要符合工程需要。 2. TIL300简介 TIL300是一个由红外光LED照射分叉配置的隔离反馈光二极管和一个输出光二极管组成。该器件采用特殊制造技术来补偿LED时间和温度特性的非线性,使输出信号与LED发出的伺服光通量成线性比例。TIL300的结构及一般的外围配置电路如图1所示。 3. 隔离电路的电路图 实际测试所采用的电路如图2。隔离电路中,R1调节初级运放输入偏置电流的大小,C3起反馈作用,同时滤除了电路中的毛刺信号,避免TIL300的红外光LED受到意外的冲击,但是随着频率的提高,其阻抗将变小,TIL300的初级电流增大,增益随之变大,因而C3的引入对通道在高频时的通道增益有一定影响,虽然减小C3的值可以拓展带宽,但是这样会影响初级运放的增益,同时,初级运放输出的较大毛刺信号不易被滤除,在本系统中被测信号频率远低于300kHz,取C3为4.7μF,其容抗不小于0.012,这时,设计带宽B≈1/R3 MHz。通道增益G≈(R2/R1)IP2/IP1(IP2、IP1的含义与图1中相同)R3可以控制LED的发光强度,从而对控制通道增益起了一定作用。R2用于调节输出运放负反馈的深度。 4. 结论及经验 本电路适用于频率低于220 kHz、输入电压峰峰值小于2.5V时的模拟量隔离,电压的峰值隔离度为3500V。另外,本电路具有如下几种特性可供参考。 来源: |
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