第四章开关量输入输出的隔离技术.pptVIP

第四章 开关量输入输出的隔离技术;1、廉价实用的TLP521-X;A图输入高电平，输出高电平，输入低电平，输出低电平；b图输入高电平，输出低电平，输入低电平，输出高电平;（1）R1可按驱动电流5～10mA, 选择驱动发光二极管的驱动器件任意，只要能保证长时间提供5~10mA电流即可 （2） R2可取2.2K~10K，太小则电路功耗增大，太大则抗干扰能力减弱，且关断时输出端的上升速度将减慢, VCCX=+5V时，R2可取3.3K ;（1）此种接法更为常用 （2） VCCX=+5V时， R4去掉 VCCX=+12V时，R4取6.8K(或改用ULN2004） VCCX=+24V时，R4取20K(或改用ULN2002） ;D1~D4用于输入状态的直观显示，R1~R4的输入限流电阻，使用1/4瓦电阻即可。不使用D1~D4时，限流电阻取330Ω即可。输出上拉电阻功耗较小，可以使用排阻。要求响应速度较高时，排阻阻值应适当减小。图中假设VCC和VCCX均为5V。;TLP521的正常工作频率应限制在10kHz以下，在大于10kHz时，必须考虑负载电阻对工作频率的影响。原则上，降低负载电阻阻值对工作频率的提高有利，负载电阻最低可降至1kΩ。对波形要求较高的场合，工作频率应适当降低，并应在输出端加接施密特触发器整形电路。 ;2、高频脉冲的隔离;负载电阻越小，开关时间越短，光耦的开关速度越高。最小负载电阻可以小到500Ω。带基极引脚的光耦，其基极应使用一电阻接到集电极，阻值以50kΩ到100kΩ为佳。如省略该电阻，则开关时间会大4~5倍，则开关频率就降低4~5倍。不应该省略该电阻。;影响工作频率的因素： （1）负载电阻，越小，开关速度越快,最好不小于1000Ω （2）基极电阻，一般取50KΩ~100KΩ;（1）VCCX取5V时，负载电阻R3应取2.2KΩ~3.3KΩ （2）74LS14用于整形，为保证输出波形为理想的方波，防止出现干扰脉冲等非正常情况的发生，输出端使用施密特触发器对波形整形 ; 4.2DC-DC变换器的应用独立的直流电源是光电隔离电路的基本条件。DC-DC变换器通常可以提供几毫安到数百毫安电流的各种隔离电压输出 ;1、集成电路DC-DC变换器;（1）MAX742 输入：4.2V~10V 输出：±12V， ±15V, ±2A （2）MAX743 输入：5V 输出： ±12V， ±15V, ±100mA MAX743的最大电流可达±100mA，而 MAX742的最大电流则可达±2A ;ICL7660(A)提供从 1.5V到10.0V的互补电压，以电荷泵原理工作，需外接泵电容两个。泵电容通常选用10μf的电解电容。7脚为振荡器输入，不接时使用内部振荡器。也可外接电容以降低振荡频率。降低振荡频率时泵电容的容量应加大，加大到100μf可保证任何振荡频率都能正常工作(最低1kHz)。6脚为低压调整端。当工作电压低于3.5V时，6脚应接地，否则浮空。;低电压器件供电器件工作时需在输出端增加三个元件：一个二极管、一个电感、一个电解电容。为使器件能提供最大输出电流，电感应选用100μH，电容应选用100μF，二极管可以使用常用的1N5817或相当的肖特基二极管。输出电压5V/3.3V/3V ;适于A/D转换器或模拟放大器使用的，通常是双电源输出型。MAX743可提供±12V或±15V的对称电压，MAX743的最大电流可达±100mA，图中两个电感100μH、两个电解电容100μF和两个肖特基二极管1N5817;2、隔离变压器型DC-DC变换DC-DC变换器通常使用高频变压器(2~5kHz)隔离，再作整流及稳压器件体积通常相对较大 ;5V~12V:Cin 100uf,25V 24V~48V:Cin 10uf,100V 器件功率增加时，输入、输出电容应相应增大。无稳压输出的DC-DC变换器使用时必须注意：负载电流不可小于额定电流的20%，不足时应加装假负载(功率足够的电阻)。 ;4.3专用隔离芯片及模块;图4.12 RS-485/RS-422 隔离集成电路;2、模拟隔离放大器;（1）AD202 :2端口，隔离电压2000V;采样/保持电路 ;增益1：1;反相输入;同相输入;（2）AD210:;增益1：1;同相输入;反相输入;应用举例AD210的16、17两引脚连接在一起，可实现信号跟踪功能。18、19两引脚之间通过电阻Ra接信号源Vs，18脚和Vs共地。脚1和脚2为输出引脚，Rb为输出负载电阻(使用时可选Ra=Rb=1 kΩ)。该电路可实现1:1的隔离传输功能。 ;3、高频逻辑门专用隔离电路;适用于多