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詳細講一下原理
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  • 1 # 電子設計學堂

    電路隔離常見的方法有阻容隔離,變壓器隔離,光電耦合器隔離。

    光電耦合器隔離法

    這裡面用的最好的方法就是光電耦合器隔離,因為光電耦合器從價錢上說他非常的便宜,同時他的使用也很靈活。光電耦合器的隔離方法的原理是將電訊號轉化為光訊號然後再轉化為電訊號,這樣訊號在中間的傳遞形式是光,進而阻斷了前級電路與後級電路的直接電訊號接觸以達到抗干擾作用。

    變壓器隔離

    變壓器控制法是第二常見的方式,變壓器是前級線圈與後級線圈採用電磁感應的方式進行的連線,因此可以將後級大電流與前級的微控制器間用變壓器進行隔離。這種隔離方式同樣在多級放大電路中也很常見。

    阻容隔離

    阻容耦合隔離方式是最簡單的,但他的效能遠遠比不上前兩種隔離方式。阻容隔離方式就是將前級與後級大電流器件之間串聯電阻,這樣可以衰減電路中的干擾訊號,但是這種衰減的能力是有限的同時串聯電阻也會對真正的內部有用訊號進行衰減。

    以上就是三種隔離方式,希望可以幫到你!

  • 2 # 口口木的筆記

    用微控制器控制大電流器件,並要求控制端和大電流功率端實現隔離。能夠實現隔離的器件有多種,比如光耦、繼電器、變壓器等。下面就繼電器實現隔離和微控制器控制大電流的電路進行說明。

    繼電器控制電路說明

    下面所示即為微控制器控制繼電器的電路圖。

    上圖的工作原理為:

    繼電器本身既有隔離的功能,而且還有通流大電流的能力。它的結構包含兩大部分,即線圈部分和觸點部分。導通的線圈就是一個電磁鐵,它對觸點的活動部分具有吸引力,可以使觸點吸合或者斷開。

    圖中標I/O的地方接微控制器的一個普通I/O口,一般的微控制器I/O口的驅動能力有限,無法直接驅動繼電器,所以這裡用一顆三極體對微控制器的輸出電流進行放大。

    當微控制器輸出低電平時,三極體截止,繼電器線圈上沒有電流,觸點斷開,從而使燈泡熄滅;當微控制器輸出高電平時,三極體飽和導通,繼電器線圈流過電流,使觸點吸合,從而使燈泡點亮;

    以上即微控制器的弱電控制強電並實現隔離的一個例子。

  • 3 # 創意電子DIY分享

    在用微控制器控制電磁鐵、直流馬達等大電流負載時,為了防止這些大電流負載工作時對微控制器電路產生干擾,有時需要對它們進行電路隔離。一般常用的隔離方法是光電耦合器隔離和繼電器隔離。下面分別介紹一下這兩種隔離電路。

    1、光電耦合器隔離電路▲ 光電耦合器隔離電路。

    在用微控制器進行調溫、調速控制時,為了防止大電流負載工作時對干擾微控制器電路產生干擾,一般可以採用光電耦合器進行電路隔離。上圖中,微控制器I∕O口輸出的控制訊號加至光電耦合器MOC3041的輸入端,使其內部的發光二極體工作,將微控制器輸出的電訊號轉為光訊號,並透過輸出端去控制雙向可控矽的工作,這樣即可實現大電流負載RL與微控制器電路之間的隔離。▲ MOC3041光電耦合器。

    2、繼電器隔離電路▲ 繼電器隔離電路。

    若微控制器只是控制馬達等大電流負載的啟停這類簡單的工作,可以採用繼電器進行電路隔離。上圖中,微控制器I∕O口輸出的控制訊號透過電阻R1加至三極體9013的基極使其飽和導通,這樣5V繼電器即可得電工作,其觸點閉合,接通大電流負載的電源使其工作。當微控制器I∕O口輸出低電平時,三極體9013截止,繼電器觸點斷開,大電流負載停止工作。

  • 4 # Talk工控白

    微控制器控制大電流器件,如何實現電路隔離?

    微控制器用在工業現場,出現異常狀況多數是源自於干擾,造成程式跑飛、控制失靈,有時出現嚴重事故。根據題目說的,微控制器控制大電流器件,顯然是弱電控制強電的一種控制。

    因此在現場環境中,弱電或低電平的測量回路常會串入或感應產生較強電壓,如周圍環境有220V/380V AC等交流電壓,它們就極有可能感應或直接串入測量回路,從而有數十伏或數百伏的感應電壓,如果不進行隔離的話,這些強電就進入測量回路,勢必損壞微控制器。常用的隔離方法有變壓器隔離和光電隔離,在控制系統中多數採用的是光電隔離,原因是光電隔離的能力強,可達1500V交流峰-峰值或直流電1500V。

    由提問者說的問題,想實現電路隔離,又根據題目分析是弱電控制強電的方式,應是傳遞數字量訊號的,因此實現隔離的最好辦法就是採用光電隔離。對於微控制器而言,其數字訊號、頻率調製或脈衝調製訊號,就可以採用光電器件隔離,而起到光電器件作用的為光電三極體型光耦合器。

    光電隔離器是由發光二極體和光敏電晶體封裝在一起而構成的,因為發光二極體的亮度和所透過的電流並不是線性關係,而光敏電晶體的輸出電流與被照射的光強也不是成正比例關係,所以說光電隔離器一般不宜用來傳遞模擬量訊號。

    如上圖所示,直流訊號經過放大然後經過電壓/頻率(U/f)的變換,從而控制發光二極體的亮滅頻率,再透過隔離器傳輸到數位電路中去。由於光電隔離器的兩側完全沒有電的聯絡,靠的是光來傳遞訊號,因此把共模干擾阻擋在一側,使其無法透過。於是實現了隔離作用。

    由上述可知,光電耦合隔離是比較理想的電氣隔離手段和抗干擾手段。因此,在輸入與輸出端都可以採用光電耦合隔離。使用時只要在輸入或輸出訊號端加光電耦合隔離,可以將主機部分和前向、後向通道及其它部分切斷電路聯絡,這樣就有效的防止干擾進入微控制器系統,從而可避免微控制器的損壞。同時也可以在微控制器的I/O口、電源線、電路板連線線等比較重要的部位採用干擾元件,如用磁珠、磁環、電源濾波器、遮蔽罩等。

  • 5 # 技術閒聊

    微控制器控制大電流器件,這是嵌入式設計當中很常見的技術,微控制器屬於低功耗微處理器,I/O口的輸出電流一般都10mA以內。若想將微弱的電流進行放大控制,一般採用三極體、MOS管、光耦等之類的器件。比如達林頓電晶體,是三極體複合管,放大倍數可達上萬倍,是非常好用的器件。

    題主還提到了隔離控制,單獨使用三極體、MOS管或達林頓電晶體是無法實現物理隔離的,使用光耦可以隔離。

    由於題主沒有給出具體控制電流大小及負載電壓,下面舉幾個常用的例子:

    (1)微控制器I/O口直接接光耦隔離器

    原理如下圖所示,微控制器I/O口接光耦前端,需要串聯一個限流電阻,光耦正常導通電流一般1~20mA,若負載電流不是很大,光耦的輸出電流足以滿足,可以直接接負載。

    注意:要想實現完全物理隔離,光耦輸入端和輸出端必須使用兩路隔離電源,也就是說微控制器電源和負載電源是完全隔離的。

    若光耦電流不夠大、怎麼辦呢?可以在光耦輸出端在增加一級大功率三極體、MOS管器件即可,注意選擇器件時,工作電壓、電流、功率以及導通電阻等引數。

    (2)使用繼電器控制

    很多人喜歡使用繼電器控制,因為繼電器使用方便,還能實現隔離。注意事項:使用繼電器控制不可以將繼電器負極直接接入微控制器I/O,微控制器I/O口的灌電流非常小,帶載能力弱,無法帶動繼電器,直接接入極有可能損壞微控制器,需透過三極體或MOS管進行控制。

    (3)使用數字隔離晶片隔離

    比如ADI公司的數字隔離晶片ADUM1200、ADUM1201是很常用的數字隔離晶片,兩端工作電壓2.7V~5.5V,最大輸出電流35mA,其效能、功耗、體積等各方便都比傳統的光耦要有優勢得多!

  • 6 # 玩轉嵌入式

    微控制器的工作電壓一般為3.3V或者5V,而且驅動能力非常有限,在驅動電流較大的負載器件時需要用三極體、MOS管、繼電器、可控矽等功率器件來驅動。在工作環境比較惡劣的情況下,一般會使用隔離的手段保證控制系統的穩定。微控制器如果控制大電流器件的話一般會使用光耦或者繼電器來實現。

    1.使用光耦實現微控制器控制大電流器件

    微控制器的驅動能力為mA級別,對於稍大一點的電流就需用大功率器件,常用的大功率器件有三極體、MOS管和可控矽。下圖是用光耦來控制的大功率NMOS器件和大功率可控矽器件。

    上圖中輸入端用微控制器控制光耦,光耦的輸出端接NMOS驅動電路,透過控制光耦的導通與否來控制NMOS管的導通情況,從而實現微控制器控制大功率器件。上圖的輸出端適合於直流負載。

    上圖中,微控制器的輸出端接光耦的輸入端,光耦的輸出端接可控矽的驅動電路,圖中使用了兩個單相可控矽來實現輸出控制。微控制器控制光耦的導通從而實現可控矽控制迴路的導通,上圖中適合於交流負載。

    2.使用繼電器實現微控制器控制大電流器件

    繼電器的主要結構由線圈、觸點構成,並且線圈和觸點本身就是隔離的。透過控制繼電器線圈的得電情況就能實現觸點的動作。典型的微控制器驅動繼電器的電路圖如下。

    上圖中繼電器的線圈為5V或者3.3V,透過三極體來驅動線圈,當微控制器輸出高電平時繼電器導通,當微控制器輸出低電平時繼電器斷開,繼電器的觸點接大功率負載的控制迴路,即可以控制交流回路,又能控制直流回路。透過繼電器從而實現了微控制器隔離控制大功率器件的目的。

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