线性光耦线性光耦HCNR201在模拟电压测量中的应用在模拟电压测量中的应用
1 引 言 在工业测量和控制系统中，为防止外界的各种干扰，必须将测量系统和计算机系统进行电气隔离。
常用的隔离措施有变压器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。与变压器隔离、电容耦合隔离相比，光耦体积小，
价格便宜，隔离电路简单且可以完全消除前后级的相互干扰，具有更强的抗干扰能力。 对于数字信号的隔
离，使用一般的光耦器件隔离就能达到很好的效果。然而一般的光耦具有较大的非线性电流传输特性且受温度
变化的影响较大，对于模拟信号的传输其精度和线性度难以满足系统要求。为了能更地传送模拟信号，用线性
光耦隔离是的选择。线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化，它为模拟信号传输中隔离电路的简单
化、高精度化带
1 引 言
在工业测量和控制系统中，为防止外界的各种干扰，必须将测量系统和计算机系统进行电气隔离。常用的隔离措施有变压
器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。与变压器隔离、电容耦合隔离相比，光耦体积小，价格便宜，隔离电路简单且可以完全消
除前后级的相互干扰，具有更强的抗干扰能力。
对于数字信号的隔离，使用一般的光耦器件隔离就能达到很好的效果。然而一般的光耦具有较大的非线性电流传输特性且
受温度变化的影响较大，对于模拟信号的传输其精度和线性度难以满足系统要求。为了能更地传送模拟信号，用线性光耦隔离
是的选择。线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化，它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带来了方便。
本文以avago公司的hcnr201线性光耦为例说明线性光耦的内部原理及隔离电路的原理。
2 hcnr201线性光耦隔离原理
线性光耦hcnr201内部结构原理如图1所示。hcnr201由一个高性能发光二极管led和两个相邻匹配的光敏二极管pd1和pd2
组成，这两个光敏二极管有完全相同的性能参数。led是隔离信号的输入端，当有电流流过时就会发光，两个光敏二极管在有
光照射时就会产生光电流，hcnr201的内部封装结构使得pd1和pd2都能从led得到近似光照，且感应出正比于led发光强度的光
电流。光敏二极管pd1起负反馈作用用于消除led的非线性和偏差特性带来的误差，改善输入与输出电路间的线性和温度特性，
稳定电路性能。光敏二极管pd2是线性光耦的输出端，接收由led发出的光线而产生与光强成正比的输出电流，达到输入及输出
电路间电流隔离的作用。正是hncnr201内部的封装结构、pd1与pd2的严格比例关系及pd1负反馈的作用保证了线性光耦的高
稳定性和高线性度。
图1 线性光耦hcnr201内部结构
3 线性光耦hcnr201隔离电路
3.1 工作原理
hcnr201的led、pd1及运放a1等组成隔离电路的输入部分，pd2及运放a2等组成隔离电路的输出部分。设隔离电路输入电
压为vin，输出电压为vout，led上电流为if，二极管pd1上产生的电流为ipd1，二极管pd2上产生的电流为ipd2，如图2所示。
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