knickP27000 H1-S001隔离放大器介绍

隔离放大器是一种特殊的测量放大电路，其输入、输出和电源电路之间没有直接电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。输入电路和放大器输出之间有欧姆隔离的器件。是在自动化控制系统中对电压电流、AC交流、4-20mA、0-5V、mV毫伏、PWM脉冲、Hz频率、Pt100热电阻、正弦波、方波、电位器、转速等各种信号进行变送、转换、隔离、放大、远传的集成电路，可与各种工业传感器配合使用，满足用户本地监视远程数据采集的需求。

隔离放大器作用

隔离放大器用于防止数据采集器件遭受远程传感器出现的潜在破坏性电压的影响。这些放大器还用于在多通道应用中放大低电平信号。它们也可以消除由接地环路引起的测量误差。由于不需要附加的隔离电源，带有内部变压器的隔离放大器可以降低电路成本。

隔离放大器主要参数

1、非线性度

定义为实际传输特性与最佳直线的最大偏差。以满量程输出的百分比表示，一般为±0.05［%］。常与输出幅度有关，如有的隔离放大器输出±5V时，非线性度±0.05［%］，当输出为±10V时，为非线性度±0.2［%］

2、最大安全差动输入

定义为可以跨接在两输入端的最大安全电压。如隔离放大器的输入端内部有保护电阻， 则该电压可高达百伏以上，否则仅为±13V左右。有瞬态高压的信号源时，该参数很重要。

3、共模抑制比

分两种：1.为输入端到护卫端的共模抑制比CMRRIN，2.输入端到输出端的共模抑制比CMRRIO隔放的共模误差为CMRRIN和CMRRIO所造成的误差之和。

隔离放大器的主要参数及工作原理介绍

4、漏电流

定义为市电加在输出端与系统地（输出地）之间时，在输入端的最大电流。（在生物医学、医疗设备应用时需要注意）

5、输入噪声

隔离放大器内部噪声折算到输入端的总噪声

6、隔离电源

隔离放大器可向外部电路提供的、与供电电源*隔离的电源。一般为正负双电源。

隔离放大器工作原理

隔离放大器ISO-124P利用占空比调制/解调技术实现信号的隔离。如下图所示，跨接在2pF（2个1pF）的差分容性隔离栅的信号以数字化的方式传送。借助于数字调制，隔离栅的特性不会影响信号的质量，保证了信号传输的可靠性和频率响应。

隔离放大器的主要参数及工作原理介绍

ISO-124P的工作过程：200uA的恒流源经过开关SW的切换，得到电流I1=±100uA。输入电压Vin为零时，电流I2=I1=±100uA。积分器A1对电流I2积分，其输出uo1为对称三角波，比较器的输出为对称方波。当输入电压Vin不为零时，200kΩ的输入电阻中有电流，I2≠100uA，积分器A1正反向积分的斜率将发生改变，uo1为锯齿波，如上图中的uo1的波形。经过比较器后得到非对称的方波——占空比调制。该信号经过隔离栅被放大器S2感知，并控制右侧的开关电流源给积分器A2提供积分电流。输出级的输出电压Vout通过200kΩ电阻里的电流去平衡占空比调制的电流，使输出电压Vout的平均值等于输入电压Vin。输出反馈回路中的采样保持器可以滤除解调过程中的纹波。

设计人员常常需要在高共模电压下测量小电压，尤其是在使用电源和电机驱动时。这与使用传感器时的接地回路问题有关，这两个问题均可通过有效使用隔离放大器来解决。

隔离放大器在其输入和输出之间提供电流阻断，因此仅传输所需信号并消除高共模电压。在基于传感器的监测系统中，隔离放大器在传感器之间保持接地分离以消除接地回路。隔离放大器普遍应用于电源、电机控制器、远程电压检测、生物医学测量和远程数据采集。

为了解释隔离放大器的工作原理以及如何有效地予以应用，本文将描述一个需要隔离的典型场景，然后讨论三种常见隔离方法：变压器耦合、光学耦合和容性耦合。在讨论过程中，本文将介绍每种方法的实用解决方案，最后给出一个采用参考设计的例子。

典型电源场景

现代电源和电机驱动需要在高共模电压下测量小信号。设计人员如何使用阻性分流器测量一个偏置电压超过 300 V 的推挽式 FET 功率驱动器的负载电流

隔离放大器工作原理

隔离放大器是一种对其输入和输出电路（包括相关电源）之间进行电位隔离的放大器。这确保了输入和输出部分之间没有导电路径。两部分之间的漏电流极低，而且电介质击穿电压很高。输入级是差分放大器，用于衰减共模电压。它之所以能做到这一点，是因为输入彼此相差不到 1 V，并且放大器是浮动的，不以地为基准。通过精心设计和布局，最大限度减少各部分之间的杂散电容耦合，以免影响隔离。各部分之间的隔离由变压器、电容或光学耦合提供（图 2）。这些耦合方法通常会阻止信号的直流和低频成分。利用输入信号调制一个载波并发送全信号频谱，然后在器件输出端通过解调予以恢复，可以避免上述缺点。输入端和输出端均使用隔离电源。

3UF  ±5%电容

ABBACS510-01-025A-4 ACS550-01-023A-4

LEONARD SWV100-03-EGA400.5-G1   1：1

MURRArt.No.23000   耦合继电器 murr 23000 RC, 3x500VAC/4kW  

SMARLD301D-31I-V010-A10/I4/J1/Y2/R1压力变送器SMAR LD301D-31I-V010-A10/A0/D1/H0/I4/P0/Y2/J1/R1 0-250 kPa, Stainless Steel, Viton O-Rings

St?ubliB23580423盖板气缸

PIXYSATR243-20ABC

siemens?6ES7132-4BD02-0AA0"Siemens 6ES7132-4BD02-0AA0

"

INTERAPPIA500S10.F10-F1222

ATE Brakes   03.3301-3132.1

GRUNDFOSCRI5-4 3330387水冷泵

COMER S.r.L.SKG63-2A

GismaPartCode:24.06.3.S.12.2.00.0

deltaelectronicsBKD36P

STAHL8070/1-2-S EN60947-5-1限位开关stahl 8070/1-2-S

ikron 2HHC01843 HEK 45-30. 155-AS-SP025-B / 1 5 BAR

BALDOREM3711T-58电机 Baldor AC Motor: Three Phase, 10 hp Output Power, 3490 RPM Nameplate RPM, 215T NEMA Frame Size, 230V AC/460V AC, CW/CCW

METAL WORKSOVA5SOSOOMETAL WORK VALVOLA SOV A5 SOS OO

LOWARA 10SV03F011泵用机械密封

MC-TechnologiesMC1213862-D-BOLZEN

IDEMA GMBHPKD-Einstech-Wendeplatte    

KromschroderBIO 65HB-800/735-(34)E"Kromschroder BIO 65HB-800/735-(34)E

"

ELTRA calogen 2NP5636电加热器

MICROSONIC  ZWS-24/CD/QS  

Funke & Huster HPW 11, 24VDC21225113 HPW 11 24 VDC

Tecnocablaggi150071

Wolfgang WarmbierMetriso B530"Warmbier7 1 0 0 . B 5 3 0 . M K  Metriso B530

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atlascopco"ETD ST61-120-13-T25

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RodixFC-40-240 PLUS FC-40-240 Plus Feeder Cube with 5 turn pot, P/N 121-000-8797

Fonovits TMIW-2-V92开关

MECALECTRO Z.-8.15.-AS.67

Go Switch31-17528-A4接近开关

castoldiJ30000375

BonfiglioliMACC06 air respirator of DC-VG-1-PC 空气呼吸器

nord SK172.1F-80LH/4TF

FLUID TEAMZRV 06-5-0-1Fluid Team ZRV06-5-B-1

SCHMERSAL JOYSTICK HLU 110-2操纵杆控制单元

TWK IW251/40-0.5-T

ASTAST4000C00250B4/0117

BURGESS  V4NC005/12

NOKEVAL6580-4/20mA隔离器

BINKSSA25 1/4NPT  80PSI

MARZOCCHIGHP1A-D-7-FG