高线性度模拟光电耦合器可将工作绝缘电压扩展至1.4 kV

    高线性度模拟光耦合器可提供满足广泛的模拟隔离需求所需的多功能性。对于高电压应用的设计人员而言，高线性度模拟光耦合器可以在非常高的电压区域和低压区域可靠地发送模拟信号，而不会失真。本文详细研究了高线性度模拟光耦合器的内部操作和伺服控制机制。还提供了应用示例，范围从电动机控制电流检测到过程控制中的传统电流环路通信。

    选择适合高压应用的理想光耦合器

    长期以来，标准数字光耦合器一直用于满足高压应用中的光隔离需求。将数字光耦合器与信号处理电路相结合可满足高压隔离的需求，但这会使设计复杂化，不适用于需要模拟输入和模拟输出的应用。市场上一些线性光电耦合器确实提供了模拟隔离，但是它们无法提供必要的性能，例如线性度，增益精度以及足够高的工作绝缘电压。也可以考虑隔离放大器光耦合器，但设计人员必须考虑成本和性能之间的权衡。

    具有高线性度的模拟光耦合器非常适合在需要出色稳定性，线性和带宽的各种应用中隔离模拟信号。经过优化设计的电路能够处理不同类型的信号，包括单极性/双极性，AC/DC和反相/同相。某些应用需要很高的隔离电压。例如，在电动机驱动器高端电流感测和相电流感测应用中，工作电压可能高达1kV。光耦合器需要专门设计以在如此恶劣的条件下工作。以下示例使用安华高的HCNR200/201光耦合器来说明各种隔离应用，这些应用可受益于高线性度和高达1.4kV的工作绝缘电压。

    电流感应和电压监控应用

    高线性度对于各种应用领域的电流检测和电压监控至关重要，例如电机控制驱动器，开关电源反馈回路和逆变器系统。作为电动机控制驱动器的一部分，变速电动机驱动器不仅在工业应用中而且在家用电器中的应用都在不断增加。

    在诸如IGBT/MOSFET，栅极驱动器以及微控制器单元（MCU）之类的关键组件中，模拟电流和电压传感器对于反馈给MCU以实现稳定和受保护的系统控制至关重要。由于存在高压，安全和监管机构经常（通常是安全和监管机构要求）通过电气隔离保护操作电机和低压数字电子设备的人员。需要一个具有很高绝缘电压（5kVrms/1min额定值）的光耦合器来处理DC总线电压监视，DC总线电流检测和AC相电流检测以及温度和位置检测。

    在典型的电动机驱动器框图中显示了这些应用程序（在名为“模拟隔离模块”的框中显示）。从图中可以看出，电阻器R2和R5分别用于测量HVDC总线电压和DC总线电流，而电阻器R3和R4用于测量电动机的相电流。诸如温度和位置之类的参数可以通过连接到电动机的适当传感器来感测，传感器的输出被馈送到另一个模拟隔离模块。然后，所有参数都通过隔离栅传输并由MCU收集。单极性输入和双极性输入电路的模拟隔离模块的简化原理图，将在下一部分中进行讨论。

    先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。