環(huán)路報(bào)警器的光供電和隔離
發(fā)布時(shí)間:2008/8/23 0:00:00 訪問次數(shù):412
低功率、絕緣隔離電源對于工業(yè)傳感器是很有用的,如用于簡單的環(huán)路報(bào)警器。在50/60hz變壓器用在功率低到0.25va時(shí),在只需要幾毫瓦的情況下這也是多余的。高頻鐵氧體或電容耦合變壓器是可能達(dá)到的,但需要振蕩器驅(qū)動。光供電是一種有吸引力的選擇方案。
ir公司的pvi5100 5v 10ma隔離電源剛好是為這種應(yīng)用設(shè)計(jì)的,但若你自己設(shè)計(jì),可以產(chǎn)生更大的電流。圖1的電路是用3個(gè)硅光電二極管(ir led)串聯(lián)產(chǎn)生耦合毫安光電流,這對于長電路環(huán)路(包括隔離返回通路標(biāo)準(zhǔn)光耦合器led)的健全驅(qū)動是足夠的。由5v電源22ma驅(qū)動的880nm sfh487 led與3個(gè)bpw34光電二極管一起產(chǎn)生開路電壓(voc)1.45v和短路電流(isc)1.85ma(圖2)。連接到tlp627光偶合器得到大約1.55ma工作環(huán)路電流,這對于驅(qū)動光晶體管(帶10k或1k負(fù)載電阻器)到飽和是足夠的。開路的外部電路從光電晶體管得到5v輸出。電阻器or不是完全必要的,但有助于穩(wěn)定外部電流隨溫度的變化。2個(gè)光電二極管對于驅(qū)動光耦合器led所需的端電壓是不夠的。注意,總的光電流等于單個(gè)光電二極管的最小限值,所以力圖平衡發(fā)光功率。
太陽能電池可用以替代3個(gè)光電二極管,但光電二極管對于高強(qiáng)寬波段環(huán)境光是最佳的,用ir led發(fā)光通常運(yùn)行不好。更小的硅光電二極管對于捕獲大多數(shù)led光是足夠的并在接近900nm達(dá)到大約0.6ma/mw響應(yīng)度。為使耦合最佳,在線連接500mm內(nèi)去掉led透鏡。無透鏡類型(如ld242系列)能避免精加工。若需要高電壓隔離,則讓透鏡放著,保持“蠕變”距離并改進(jìn)與玻璃管波導(dǎo)的耦合。
可用單對可見波長led替代3個(gè)gaas led和硅光電二極管鏈,其中1個(gè)用做光源、另1個(gè)用做檢測器?梢姽鈒ed做為檢測器的好處是它有相當(dāng)高的開路光壓。紅光和綠光led可分別產(chǎn)生大于1v和2v光壓。用一對面對面的660nm led可得到1.4v voc,這對于驅(qū)動1個(gè)gaas光耦合器led是足夠的,但isc只有30ma。然而,在1mω負(fù)載上得到幾微安是足夠的,這如同采用pvi5100。光源調(diào)制和適合的互阻抗電路放在光耦合器后面可使其更加健全
低功率、絕緣隔離電源對于工業(yè)傳感器是很有用的,如用于簡單的環(huán)路報(bào)警器。在50/60hz變壓器用在功率低到0.25va時(shí),在只需要幾毫瓦的情況下這也是多余的。高頻鐵氧體或電容耦合變壓器是可能達(dá)到的,但需要振蕩器驅(qū)動。光供電是一種有吸引力的選擇方案。
ir公司的pvi5100 5v 10ma隔離電源剛好是為這種應(yīng)用設(shè)計(jì)的,但若你自己設(shè)計(jì),可以產(chǎn)生更大的電流。圖1的電路是用3個(gè)硅光電二極管(ir led)串聯(lián)產(chǎn)生耦合毫安光電流,這對于長電路環(huán)路(包括隔離返回通路標(biāo)準(zhǔn)光耦合器led)的健全驅(qū)動是足夠的。由5v電源22ma驅(qū)動的880nm sfh487 led與3個(gè)bpw34光電二極管一起產(chǎn)生開路電壓(voc)1.45v和短路電流(isc)1.85ma(圖2)。連接到tlp627光偶合器得到大約1.55ma工作環(huán)路電流,這對于驅(qū)動光晶體管(帶10k或1k負(fù)載電阻器)到飽和是足夠的。開路的外部電路從光電晶體管得到5v輸出。電阻器or不是完全必要的,但有助于穩(wěn)定外部電流隨溫度的變化。2個(gè)光電二極管對于驅(qū)動光耦合器led所需的端電壓是不夠的。注意,總的光電流等于單個(gè)光電二極管的最小限值,所以力圖平衡發(fā)光功率。
太陽能電池可用以替代3個(gè)光電二極管,但光電二極管對于高強(qiáng)寬波段環(huán)境光是最佳的,用ir led發(fā)光通常運(yùn)行不好。更小的硅光電二極管對于捕獲大多數(shù)led光是足夠的并在接近900nm達(dá)到大約0.6ma/mw響應(yīng)度。為使耦合最佳,在線連接500mm內(nèi)去掉led透鏡。無透鏡類型(如ld242系列)能避免精加工。若需要高電壓隔離,則讓透鏡放著,保持“蠕變”距離并改進(jìn)與玻璃管波導(dǎo)的耦合。
可用單對可見波長led替代3個(gè)gaas led和硅光電二極管鏈,其中1個(gè)用做光源、另1個(gè)用做檢測器?梢姽鈒ed做為檢測器的好處是它有相當(dāng)高的開路光壓。紅光和綠光led可分別產(chǎn)生大于1v和2v光壓。用一對面對面的660nm led可得到1.4v voc,這對于驅(qū)動1個(gè)gaas光耦合器led是足夠的,但isc只有30ma。然而,在1mω負(fù)載上得到幾微安是足夠的,這如同采用pvi5100。光源調(diào)制和適合的互阻抗電路放在光耦合器后面可使其更加健全
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