介绍一种高压隔离线性光耦放大电路

　　该电路对各路信号进行放大、校正，供A/D转换使用。我们采用线性光耦合放大电路。线性光耦合器件TIL300的输入输出之间能隔离3500V的峰值电压，可以有效地将测量通道与计算机系统隔离开来，使计算机系统避免测量通道部分较高电压的危害，对信号放大的线性度也很好。
　　多路输入和信号调理电路如图1所示。
　　图1中TIL300是光线光耦合器件，适合交流与直流信号的隔离放大，主要技术指标如下：
　　*带宽＞200kHz；
　　*传输增益稳定度为±0.05%/℃；
　　*峰值隔离电压为3 500V。
　　C104是0.1μF的独石电容，防止电路产生震荡。TIL300内部D0是发光二极管，其电流工作点If可选为10mA。D1、D2为光敏二极管，它们受D0的激发分别产生电流Ip1和Ip2，其大小与If有关：
　　Ip1=K1·If
　　Ip2=K2·If
　　其中K1·If、K2·If表明Ip1，Ip2随If的变化规律，可称为光耦合函数。由于D1、D2用相同的工艺作成并与D0封装在一起，因此，它们的光耦合函数的变化规律相当一致，故可设：
　　K=Ip2/Ip1=（K2·If）/（K1·If） （1）
　　实际上可以把K看作常数，K的值是TIL300的电气参数，典型值为1。参数取值范围为0.75～1.25。
　　
　　U1构成一个负反馈放大器，其同相输入端和反相输入端的电压应近似相等，即满足式（2）：
　　Vi≈Ip1·R1 （2）
　　U3是一个射极跟随器，输入阻抗很高，输出电压Vo等待输入端电压：
　　Vo≈Ip2·R2 （3）
　　于是高压隔离线性光耦合放大电路的增益可由式（4）计算：
　　Vo/Vi=（Ip2/Ip1）·（R2/R1）=K（R2/R1） （4）
　　由于被测量的蓄电池电压是由R3、R4、R5分压后输入U1同相端的，所以
　　Vi=E·［R5/R3+R4+R5］］ （5）
　　E是蓄电池的端电压，由此可得：
　　Vo=K·（R2/R1）·［R5/（R3+R4+R5）·E （6）
　　式（6）表明Vo与E是线性关系。
　　I+12V是个独立电源，用于U1和TIL300的输入部分；±12V也是个独立电源，用于U3和TIL300的输出部分。这两个电源的隔离对电路的高压隔离性能有很大影响，应选用电源变压器中两组彼此有良好绝缘的线圈来制作。
　　微型继电器输入端串接的50Ω电阻是测量回路中的限流电阻、防止意外短路或绝缘不良产生过大电流烧毁器件或毁坏蓄电池。由于U1运算放大器的输入阻抗很高，50Ω限流电阻对测量精度无影响。这些限流电阻应选择功率值大于1W的金属膜电阻。
　　调节电位器R4可以适应不同端电压的蓄电池。
　　限于篇幅，其它电路不再介绍。
　　实际运行表明，该电路整修系统运行状况良好。