无源隔离线性光耦电路探讨

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 常用的光电耦合器PC817其特性可以看做是带隔离功能的三极管，

                                     图1-1 光耦与三极管特性曲线

光耦中的参数CTR与三极管的β类似，这个CTR还受光电流IF的影响：

                    图1-2 CTR与正向电流IF的关系

同三极管一样在使用光耦时要预先设计好静态工作点，比如常见的PC817+431构成的反馈，只有设计好静态工作点才能兼容性能与功耗充分发挥出反馈电路的功能。

由于目前分立元件的离散性和一致性还不是很理想一般只用于低精度或低端产品，比如由分立元件构成的低端收音机。后来人们在分立元件的基础上设计出一种差分运算放大器，其利用高增益及工艺来弥补线性度差和离散性的问题，这里光耦也可以采用同样的方式借助于运放来解决线性度和离散性的问题。

                                            图1-3 线性光耦

上图1-3既为用运放实现的线性光耦，其实线性光耦中的光耦并不线性，关键技术是两个光电三极管参数要一致这通常由工艺实现的。由于运放的高增益及构成的负反馈，光耦的线性度就不是问题了。比如上图如果两个电阻取值一样，根据运放的虚短特性则输出电压Uo=Uin。

用两个光耦（集成在一个封装内的）加运放的高增益特性确实是可以，问题是目前我一直没有从光耦的DATASHEET中找出两个光耦特性一致的依据，比如 TLP521-2 就是一个封装里面两个光耦，但在其DATASHEET中没有分别说明哪一个的CTR 分别是多少，而只是笼统的讲了CTR值，还有Vf值等等。难道只是我们一厢情愿的认为在一个封装内的两个光耦其特性就差不多一致 ？

摘自百度：在生产工艺上采取了一定措施，使同一片器件中的2个光耦的特性更加趋于一致。这种器件例如德州仪器公司曾经出品现已停产的TIL300A，CLARE公司生产的LOC系列线性光耦，惠普公司生产的HCNR200/201线性光耦等。

上图为HCNR200/201线性光耦的典型电路。

上图1-3线性光耦中初级、次级都需要供电，在实际应用中有时初级供电不方便目前有两种解决方案：

1、采用无源线性光耦结构

2、采用辅助供电

无源线性光耦的方案借鉴以前的一个帖子http://www.dianyuan.com/bbs/1533237.html

                             图1-4 基于热平衡隔离测量电路

参考上图电路把电阻换成光耦得到无源线性隔离光耦电路如下：

                                   图1-5 无源隔离线性光耦

同样这种电路的性能取决于两个光耦参数的一致性。

只要两个光耦的特性完全一致，精度几乎就与光耦无关。