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关于线性光耦HCNR200电压隔离电路的疑问?

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发表于 2021-10-25 17:10:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
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各位大神,最近在做项目时需要将电压采集并隔离送单片机的AD输入,模拟量的隔离方案貌似不多,最终决定用线性光耦HCNR200做隔离,采用下图的方案: 1.png
对于这个应用原理图,前端运放采用单电源VCC=5V供电,同相输入端接地,输入Vin为0~4V电压,那么运放的输出应该永远为0?这样的话流过光耦LED的IF应该固定不变了,那么当Vin变大时,运放的反相输入端电压变大,同相输入端接地,那么运放输出仍为0,光耦LED电流IF也不变,Ipd1同样不变,那么Ipd2也不变,Vout也不会变化,这样这个电路是不是就不能实现Vout随着Vin变化而变化了?

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计算也行。 设运放输出为V (VCC - V_LED - V) / R3 = IF IF = k * IPD(系数手册里有) (Vin - V-)/R1 = IPD 运放输入V+ = 0 = V- = Vin - IPD * R1
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发表于 2021-10-25 17:10:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 rektito 于 2021-10-26 20:12 编辑
chijt2008 发表于 2021-10-26 18:32
现在这个运放的输入差分电压貌似为负值,又因为运放是单电源供电,那输出是不是只能往地电压靠。不知道我 ...

计算也行。  设运放输出为V   (VCC - V_LED - V) / R3 = IF    IF = k * IPD(系数手册里有)  (Vin - V-)/R1 = IPD   运放输入V+ = 0   = V- = Vin - IPD * R1   
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发表于 2021-10-26 10:29:44 | 显示全部楼层
随着IF电流增加。  通过PD1的电流也会增加,这样会反过来降低运放输入端的电压。  最终这个过程会达到平衡。  
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 楼主| 发表于 2021-10-26 13:07:59 | 显示全部楼层
rektito 发表于 2021-10-26 10:29
随着IF电流增加。  通过PD1的电流也会增加,这样会反过来降低运放输入端的电压。  最终这个过程会达到平衡 ...

大神你好,请问下图中前面的运放的输出电压多少?是不是接近0轨?按我的理解,同相接地,反相输入端为近似为0(应该比0高)那么运放是对Vin+-Vin-两端的差分电压进行放大,因为运放是单电源供电,那么输出应该为接近0轨,我这么理解对吗?
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发表于 2021-10-26 13:39:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 rektito 于 2021-10-26 13:49 编辑
chijt2008 发表于 2021-10-26 13:07
大神你好,请问下图中前面的运放的输出电压多少?是不是接近0轨?按我的理解,同相接地,反相输入端为近 ...

反向输入是高一点,  但是差值很小。 放大完输出也不会接近0.  一般也不会这么设计。 有的运放不是轨到轨  不会设计到极限为0.
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 楼主| 发表于 2021-10-26 14:51:14 | 显示全部楼层
rektito 发表于 2021-10-26 13:39
反向输入是高一点,  但是差值很小。 放大完输出也不会接近0.  一般也不会这么设计。 有的运放不是轨到轨 ...

是的,输出是否接近0要看运放是不是轨到轨输出,但是根据这个图,但是有一个问题,我始终搞不清楚,前面这个运放的同相输入端接地了,反相输入端电压应该大于0,但是接近为0,那么运放Vin+ - Vin- 的差值为负,经过运放放大后运放输出为负电源轨,又因为运放为单电源供电,那么运放的输出必然接近0,假设运放输出为Vo,HCNR200的LED上的压降为Vled,那么HCNR200的LED电流IF=Vcc-Vled-Vo)/R3,Vo=0,那么IF=VCC-Vled,又因为一旦LED导通,Vled是个固定值(看手册为1.6V),那么IF=(5-1.6)/R3,那IF不是不变了吗?
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发表于 2021-10-26 15:50:08 | 显示全部楼层
chijt2008 发表于 2021-10-26 14:51
是的,输出是否接近0要看运放是不是轨到轨输出,但是根据这个图,但是有一个问题,我始终搞不清楚,前面 ...

运放放大倍数也不能是无限大.   只要差分电压够小就能输出大于所谓0的电压.
其实就是一种变形的负反馈电路. 只是反馈源多接了一极.
如果这个一直输出低  那普通的负反馈放大电路该怎么理解..
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 楼主| 发表于 2021-10-26 18:32:45 | 显示全部楼层
rektito 发表于 2021-10-26 15:50
运放放大倍数也不能是无限大.   只要差分电压够小就能输出大于所谓0的电压.
其实就是一种变形的负反馈电 ...

现在这个运放的输入差分电压貌似为负值,又因为运放是单电源供电,那输出是不是只能往地电压靠。不知道我理解对不对
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 楼主| 发表于 2021-10-27 11:37:07 | 显示全部楼层
rektito 发表于 2021-10-26 15:50
运放放大倍数也不能是无限大.   只要差分电压够小就能输出大于所谓0的电压.
其实就是一种变形的负反馈电 ...

可以加个联系方式交流下吗?我的QQ19007359
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 楼主| 发表于 2021-10-27 13:30:02 | 显示全部楼层
rektito 发表于 2021-10-25 17:10
计算也行。  设运放输出为V   (VCC - V_LED - V) / R3 = IF    IF = k * IPD(系数手册里有)  (Vin - V-)/ ...

按照你的计算方法,运放输出V=VCC-V_LED-k*IPD*R3=VCC-V_LED-k*Vin*R3/R1,假定VCC=5V,查手册V_LED导通后为1.6V,k=200,取R3=100K,R1=100,如果Vin=2V,
那么V=5-1.6-0.4=3V,这我很难理解,按照运放的原理,因为单电源供电,所以同相输入为0V,反相输入>0V,那么运放输出应该为接近0,为啥计算出来是3V???
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