HCNR201是高線性模擬光電耦合器內(nèi)含一個(gè)高性能 AlGaAs LED和兩個(gè)高度匹配的光二極管。
輸入光二極管可以用來監(jiān)測并穩(wěn)定 LED 的光度輸出，因此 LED 的非線性和漂移特性幾乎被消除，輸出光二極管會(huì)產(chǎn)生線性對應(yīng) LED 光輸出的光電流，光二極管間的緊密匹配和先進(jìn)的封裝設(shè)計(jì)可以確保光電耦合器的高線性度和穩(wěn)定增益。
HCNR201 可以用來提供需要良好穩(wěn)定性、線性度、帶寬和低成本等各種廣泛應(yīng)用的模擬信號隔離、HCNR201 具備高靈活度，并可通過應(yīng)用電路的適當(dāng)設(shè)計(jì)帶來許多不同工作模式，包括單極/雙極、AC/DC 以及反相和同相，HCNR201 為許多模擬隔離問題的卓越解決方案。
線性光耦隔離檢測電壓電路
其中1、2引作為隔離信號的輸入，3、4引腳用于反 饋，5、6引腳用于輸出。1、2引腳之間的電流記作IF，3、4引腳之間和5、6引腳之間的電流分別記作IPD1和IPD2。輸入信號經(jīng)過電壓-電流轉(zhuǎn) 化，電壓的變化體現(xiàn)在電流IF上，IPD1和IPD2基本與IF成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為K1和K2，即
K1與K2一般很?。℉CNR200是0.50%），并且 隨溫度變化較大（HCNR200的變化范圍在0.25%到0.75%之間），但芯片的設(shè)計(jì)使得K1和K2相等。在后面可以看到，在合理的外圍電路設(shè)計(jì)中， 真正影響輸出/輸入比值的是二者的比值K3，線性光耦正利用這種特性才能達(dá)到滿意的線性度的。
HCNR200和HCNR201的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，差別在于一些指標(biāo)上。相對于HCNR200，HCNR201提供更高的線性度。
采用HCNR200/201進(jìn)行隔離的一些指標(biāo)如下所示： * 線性度：HCNR200：0.25%，HCNR201：0.05%； * 線性系數(shù)K3：HCNR200：15%，HCNR201：5%； * 溫度系數(shù)： -65ppm/oC； * 隔離電壓：1414V； * 信號帶寬：直流到大于1MHz。
從上面可以看出，和普通光耦一樣，線性光耦真正隔離的是電流，要想真正隔離電壓，需要在輸出和輸出處增加運(yùn)算放大器等輔助電路。下面對HCNR200/201的典型電路進(jìn)行分析，對電路中如何實(shí)現(xiàn)反饋以及電流-電壓、電壓-電流轉(zhuǎn)換進(jìn)行推導(dǎo)與說明。
設(shè)運(yùn)放負(fù)端的電壓為，運(yùn)放輸出端的電壓為，在運(yùn)放不飽和的情況下二者滿足下面的關(guān)系：
Vo=Voo-GVi （1）
其中是在運(yùn)放輸入差模為0時(shí)的輸出電壓，G為運(yùn)放的增益，一般比較大。 忽略運(yùn)放負(fù)端的輸入電流，可以認(rèn)為通過R1的電流為IP1，根據(jù)R1的歐姆定律得：
通過R3兩端的電流為IF，根據(jù)歐姆定律得：
其中，為光耦2腳的電壓，考慮到LED導(dǎo)通時(shí)的電壓（）基本不變，這里的作為常數(shù)對待。
根據(jù)光耦的特性，即
K1=IP1/IF （4）
將和的表達(dá)式代入上式，可得：
上式經(jīng)變形可得到：
將的表達(dá)式代入（3）式可得：
考慮到G特別大，則可以做以下近似：
這樣，輸出與輸入電壓的關(guān)系如下：
可見，在上述電路中，輸出和輸入成正比，并且比例系數(shù)只由K3和R1、R2確定。一般選R1=R2，達(dá)到只隔離不放大的目的。