CN105186839A - 一种光耦隔离电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光耦隔离电路，包括光电耦合器、滤波电路、上拉电阻、限流电阻，所述光电耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过限流电阻与外部直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片的信号输出脚连接，第一输出端通过上拉电阻与外部第二直流电源连接，第二输出端接地，第二直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，且每个滤波电容之间至少相差一个数量级。采用三级容值隔离，能够有效的对不同频段的干扰进行滤波，保证了光耦隔离输出信号的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种光耦隔离电路，属于电子电路领域。
背景技术
在一般的隔离电源中，光耦隔离反馈是一种简单、低成本的方式。但对于光耦反馈的各种连接方式及其区别，目前尚未见到比较深入的研究。而且在很多场合下，由于对光耦的工作原理理解不够深入，光耦接法混乱，往往导致电路不能正常工作。本研究将详细分析光耦工作原理，并针对光耦反馈的几种典型接法加以对比研究。
常见的几种连接方式及其工作原理：
常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，介绍这类光耦的特性。
TLP521的原边相当于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变化而变化，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应尽量不通过光耦实现反馈。此外，使用这类光耦必须注意设计外围参数，使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。
通常选择TL431结合TLP521进行反馈。这时，TL431的工作原理相当于一个内部基准为2.5V的电压误差放大器，所以在其1脚与3脚之间，要接补偿网络。
常见的光耦反馈第1种接法，Vo为输出电压，Vd为芯片的供电电压。com信号接芯片的误差放大器输出脚，或者把PWM芯片(如UC3525)的内部电压误差放大器接成同相放大器形式，com信号则接到其对应的同相端引脚。
常见的第2种接法，与第1种接法不同的是，该接法中光耦的第4脚直接接到芯片的误差放大器输出端，而芯片内部的电压误差放大器必须接成同相端电位高于反相端电位的形式，利用运放的一种特性，当运放输出电流过大(超过运放电流输出能力)时，运放的输出电压值将下降，输出电流越大，输出电压下降越多。因此，采用这种接法的电路，一定要把PWM芯片的误差放大器的两个输入引脚接到固定电位上，且必须是同向端电位高于反向端电位，使误差放大器初始输出电压为高。
常见的第3种接法，多了一个电阻R6，该电阻的作用是对TL431额外注入一个电流，避免TL431因注入电流过小而不能正常工作。实际上如适当选取电阻值R3，电阻R6可以省略。调节过程基本上同图1接法一致。
常见的第4种接法，该接法与第2种接法类似，区别在于com端与光耦第4脚之间多接了一个电阻R4，其作用与第3种接法中的R6一致，其工作原理基本同接法2。
上述接法中虽然都能有效的起到隔离作用，但是当有大的纹波电流或干扰的时候，容易对外部电路或光耦造成损坏，影响电路的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种光耦隔离电路，解决了现有技术光耦隔离电路输出端信号不稳定的问题。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种光耦隔离电路，包括光电耦合器、滤波电路、上拉电阻、限流电阻，所述光电耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过限流电阻与外部直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片的信号输出脚连接，第一输出端通过上拉电阻与外部第二直流电源连接，第二输出端接地，第二直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，且每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
所述三个滤波电容的容值分别为0.01uf、0.1uf、1uf。
所述上拉电阻的阻值为1千欧～10千欧，所述限流电阻的阻值为50欧～150欧。
所述上拉电阻的阻值为1千欧。
所述第二直流电源为5V、9V或12V。
所述第二直流电源为12V。
所述第一直流电源为5V。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
采用三级容值隔离，能够有效的对不同频段的干扰进行滤波，保证了光耦隔离输出信号的稳定性。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面对发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示，一种光耦隔离电路，包括光电耦合器、滤波电路、上拉电阻、限流电阻，所述光电耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过限流电阻与外部直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片的信号输出脚连接，第一输出端通过上拉电阻与外部第二直流电源连接，第二输出端接地，第二直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，且每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
所述三个滤波电容的容值分别为0.01uf、0.1uf、1uf。
所述上拉电阻的阻值为1千欧～10千欧，所述限流电阻的阻值为50欧～150欧。
所述上拉电阻的阻值为1千欧。
所述第二直流电源为5V、9V或12V。
所述第二直流电源为12V。
所述第一直流电源为5V。
具体实施例一，
一种光耦隔离电路，包括光电耦合器Q1、滤波电路、上拉电阻R2、限流电阻R1，所述光电耦合器Q1包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过100欧限流电阻R1与外部+5V直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片IC的信号输出脚连接，第一输出端通过1千欧上拉电阻R2与外部+12V直流电源连接，第二输出端接地，+12V直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，分别为第一至第三电容，其中，第一电容C1的容值为0.01uf，第二电容C2的容值为0.1uf，第三电容C3的容值为1uf，每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
具体实施例二，
一种光耦隔离电路，包括光电耦合器Q1、滤波电路、上拉电阻R2、限流电阻R1，所述光电耦合器Q1包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过50欧限流电阻R1与外部+5V直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片IC的信号输出脚连接，第一输出端通过10千欧上拉电阻R2与外部+12V直流电源连接，第二输出端接地，+12V直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，分别为第一至第三电容，其中，第一电容C1的容值为0.01uf，第二电容C2的容值为0.1uf，第三电容C3的容值为1uf，每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
具体实施例三，
一种光耦隔离电路，包括光电耦合器Q1、滤波电路、上拉电阻R2、限流电阻R1，所述光电耦合器Q1包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过150欧限流电阻R1与外部+5V直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片IC的信号输出脚连接，第一输出端通过10千欧上拉电阻R2与外部+9V直流电源连接，第二输出端接地，+12V直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，分别为第一至第三电容，其中，第一电容C1的容值为0.001uf，第二电容C2的容值为0.1uf，第三电容C3的容值为10uf，每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
具体实施例四，
一种光耦隔离电路，包括光电耦合器Q1、滤波电路、上拉电阻R2、限流电阻R1，所述光电耦合器Q1包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过100欧限流电阻R1与外部+5V直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片IC的信号输出脚连接，第一输出端通过10千欧上拉电阻R2与外部+9V直流电源连接，第二输出端接地，+5V直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，分别为第一至第三电容，其中，第一电容C1的容值为0.001uf，第二电容C2的容值为0.1uf，第三电容C3的容值为1uf，每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
最后说明的是：以上实施例子仅用于说明本发明而非限制，虽然对本发明进行了详细的说明，本领域的专业人员应当理解，对本发明的修改和等效置换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种光耦隔离电路，其特征在于：包括光电耦合器、滤波电路、上拉电阻、限流电阻，所述光电耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端，其中，第一输入端通过限流电阻与外部直流电源连接，第二输入端与外部控制芯片的信号输出脚连接，第一输出端通过上拉电阻与外部第二直流电源连接，第二输出端接地，第二直流电源与地之间连接滤波电路，所述滤波电路包括并联连接的三个容值不相等的滤波电容，且每个滤波电容之间至少相差一个数量级。
2.根据权利要求1所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述三个滤波电容的容值分别为0.01uf、0.1uf、1uf。
3.根据权利要求1所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述上拉电阻的阻值为1千欧～10千欧，所述限流电阻的阻值为50欧～150欧。
4.根据权利要求3所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述上拉电阻的阻值为1千欧。
5.根据权利要求1所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述第二直流电源为5V、9V或12V。
6.根据权利要求5所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述第二直流电源为12V。
7.根据权利要求1所述的光耦隔离电路，其特征在于：所述第一直流电源为5V。
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| CN201510531081.2A Pending CN105186839A (zh) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 一种光耦隔离电路 |
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Cited By (1)
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| CN111929609A (zh) * | 2019-04-25 | 2020-11-13 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种用于数字输出通道的短路检测装置 |
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| CN202815064U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-03-20 | 金海新源电气江苏有限公司 | 一种用于检测太阳能电池组件电压的传感器 |
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