정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
선형 광 결합 소개 광학 격리는 매우 흔히 볼 수 있는 신호 격리 형식이다.일반적으로 사용되는 광 결합 장치와 주변 PCB 회로로 구성됩니다.광 결합 PCB 회로의 단순성 때문에 UART 프로토콜의 20mA 전류 회로와 같은 디지털 격리 PCB 회로 또는 데이터 전송 PCB 회로에 자주 사용됩니다.아날로그 신호의 경우 광 결합의 입력과 출력은 선형이 약하고 온도에 따라 변화가 커서 아날로그 신호 격리에서의 응용을 제한한다.
고주파 교류 아날로그 신호의 경우 변압기 격리가 가장 흔한 선택이지만 분기 신호에는 적용되지 않는다.일부 제조업체는 아날로그 신호 격리 솔루션으로 격리 증폭기를 제공합니다.AC 신호는 변압기에 의해 분리된 다음 주파수-전압 변환을 수행하여 분리 효과를 얻습니다.통합 격리 증폭기는 내부 PCB 회로가 복잡하고 부피가 크며 비용이 많이 들어 대규모 응용에 적합하지 않다.아날로그 신호 격리의 더 좋은 선택은 선형 광 결합기를 사용하는 것이다.선형 광 결합의 격리 원리는 일반 광 결합과 다르지 않으며, 일반 광 결합의 단일 발사 및 단일 수신 모드를 약간 변경하고 피드백을위한 피드백 PCB 회로를 추가하여 피드백을 수행합니다.이렇게 하면 두 개의 광 수신 PCB 회로가 비선형이지만 두 개의 광 수신 PCB 회로의 비선형 특성은 동일합니다.이렇게 하면 피드백 경로의 비선형을 통해 직통 경로의 비선형을 상쇄하여 선형 격리의 목적을 달성할 수 있다.시장에는 안젤란의 HCNR200/201, TI의 자회사 TOAS의 TIL300, CLARE의 LOC111 등 선형 광 결합을 위한 옵션 칩이 몇 가지 있다. 여기서 우리는 HCNR200/201을 예로 들어 소개한다.칩 소개와 원리는 HCNR200/201의 내부 상자도를 설명하는데, 그 중 1, 2는 격리 신호의 입력으로, 3, 4는 피드백으로, 5, 6은 출력에 사용된다.핀 1과 2 사이의 전류는 IF, 핀 3과 4 사이, 핀 5와 6 사이의 전류는 각각 IPD1과 IPD2로 기록됩니다.입력 신호는 전압-전류 변환을 거쳐 전압 변화가 전류 IF에 반영된다. IPD1과 IPD2와 IF는 기본적으로 선형이며, 선형 계수는 각각 K1과 K2를 나타낸다.K1과 K2는 일반적으로 작고 (HCNR200은 0.50%) 온도에 따라 크게 변하지만 (HCNR200=0.75%) 칩은 K1과 K2를 동일하게 설계합니다.나중에 볼 수 있듯이 합리적인 주변 PCB 회로 설계에서 출력/입력 비율에 실제로 영향을 미치는 것은 K3의 비율입니다.선형 광 결합기는 이 특성을 이용하여 만족스러운 선형을 실현하고 있다.HCNR200과 HCNR201의 내부 구조는 완전히 동일하며 다른 점은 일부 지표에 있습니다.HCNR201은 HCNR200보다 더 높은 선형성을 제공합니다.HCNR200/201을 사용하는 일부 격리 지표는 다음과 같습니다. * 선형: HCNR200:0.25%, HCNR201:0.05%; *선형 계수 K3: HCNR200: 15%, HCNR201: 5%; *온도 계수: -65ppm/oC; *분리 전압: 1414V; *신호 대역폭: 1MHz 이상 DC.위에서 볼 수 있듯이 일반 광결합과 마찬가지로 선형 광결합은 확실히 전류를 격리시켰다.실제로 전압을 격리하려면 연산 증폭기와 같은 보조 PCB 회로를 출력과 출력에 추가해야 합니다.다음은 HCNR200/201의 일반적인 PCB 회로를 분석하고 PCB 회로에서 피드백 및 전류-전압-전류 변환을 수행하는 방법을 유도하고 설명합니다.보조 PCB 회로 및 매개변수는 위의 유도가 모든 PCB 회로가 선형 범위 내에서 작동한다는 가정을 결정합니다.이렇게 하려면 연산 증폭기를 합리적으로 선택하고 저항기의 저항을 확인해야 한다. 3.1 연산 증폭기의 선택 연산 증폭기는 단일 전원으로 전기를 공급할 수도 있고 양과 음의 전원으로 전기를 공급할 수도 있다.위에서 제시한 예는 하나의 단독 전원이다.입력 범위를 0에서 VCC로 설정하려면 연산 증폭기가 전체 진폭 작업을 할 수 있어야 합니다.또한 연산 증폭기의 작동 속도와 변환 속도는 전체 PCB 회로의 성능에 영향을 주지 않습니다.TI의 LMV321 단일 연산 증폭기 PCB 회로는 위의 요구 사항을 충족하며 HCNR200/201.3.2의 주변 PCB 회로로 사용할 수 있습니다. 3.2 저항의 확정 저항 선택은 연산 증폭기의 선형 범위와 선형 광 결합의 최대 작동 전류인 IFmax를 고려해야 합니다.K1이 알려진 경우 IFmax는 IPD1의 최대값인 IPD1max를 결정합니다.이렇게 하면 Vo의 범위가 최소 0이 될 수 있기 때문에 IFmax는 에너지 전송에 유리하다고 여겨지기 때문에 일반적으로 추가 조치를 취한다. 왜냐하면 공이 깊은 마이너스 피드백 상태에 있는 연산 증폭기가 가상 단락 특성을 만족시키기 때문이다.따라서 IPD1의 한계를 고려하여 R2의 결정은 필요한 증폭률에 따라 결정될 수 있습니다.예를 들어, 이 메서드가 필요하지 않으면 R2 = R1을 설정하기만 하면 됩니다.또한 광 결합은 일부 고주파 노이즈를 생성하기 때문에 일반적으로 R2에 콘덴서를 병렬하여 저통 필터를 형성합니다.특정 콘덴서의 값은 입력 주파수와 소음 주파수에 의해 결정됩니다. 3.3 매개변수 결정 예는 Vcc=5V를 가정하여 0-4V 사이로 입력하면 출력은 입력과 같으며 LMV321 연산 증폭기 칩과 상기 PCB 회로를 사용하여매개변수 확인 절차는 다음과 같습니다. * IFmax 확인: HCNR200/201 설명서에서 권장되는 약 25mA; *R3 확인: R3 = 5V/25MA = 200; *R1 확인:;*R2:R2=R1=32K.4를 결정합니다.개요 이 글은 선형 광 결합 및 PCB 회로 설계, 매개변수 선택 사용 등에 대한 주의 사항과 참조 설계를 간략하게 소개하고 PCB 회로 설계 방법에 대해 상응하는 유도와 설명을 진행하여 많은 전자 엔지니어들이 참고할 수 있도록 하였다.
이상은 선형 광 결합 원리와 PCB 회로 설계에 대한 소개입니다.Ipcb는 PCB 제조업체 및 PCB 제조 기술에도 제공됩니다.
