线性运放HCNR201-500E构成的模拟信号隔离放大电路
虽然隔离放大电路比普通运放的放大电路成本高不少,但因为隔离放大电路有它的适用场合,某时候能够解决关键的问题。
例如:在大电流应用的场合,往往会伴随着强干扰,导致单片机经常复位、死机而无法正常工作,这时候就需要把大电流部分与单片机的弱电部分进行隔离,保障单片机的可靠运行。
另外在高压应用场合,会存在高压安全性的问题,比如医疗仪器,高电压操作设备等,需要做到安全隔离,保障人身安全。故,隔离放大电路大有其用武之地。
本电路采用HCNR201-500E线性隔离光耦作为核心部件,对模拟电压进行隔离放大。下面就对本电路做具体分析:
1、本电路是对0到55V左右的电压进行隔离采样的电路,电路的输入信号VIN1经电阻100K和10K进行10K:(100K+10K)=1:11分压,后得到0-5V的电压。
2、上面分压后的电压,再经过运放U1A进行1:1跟随,目的是为了提高输入阻抗,即减少后级对前级信号的影响。
3、U1A出来的信号经电阻R2,电容C1和运放U1B,光耦HCNR201,C2,R3,U3A构成的隔离跟随电路,进行1:1跟随,得到0-5V的电压。
4、U3A出来的信号再经过U3B进行1:2放大,得到0-10V的电压。(有位大佬发现了图中的一个问题,所以我在这里做个更正:由于运放U3B的供电电压为5V,所以无法达到10V的输出。我在实际使用时,去掉了电阻R7,所以U3B只有1:1的跟随作用)
5、RD1和RE1对U3B出来的信号进行分压,分压比是1.5K:(1.5K+3K)=1:3,即将0-10V的电压分压后得到0-3.333V的电压,供后级的3.3V单片机采样。(更正:信号对地电阻为3K,所以分压比为:3K:(1.5K+3K)=2:3)
本电路已经在项目中得到验证,电路部分也可以再做一些优化,大家可以根据自己项目的实际需求进行修改。
百度网盘下载电路图链接:https://pan.baidu.com/s/1Bb9mM1LbkSu38Xj-xHEkjQ
提取码:dsfg
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