隔离放大器的设计
threadx操作系统电子电路抗干扰设计的有效方法是利用光电隔离。但是，由于光电隔离器件的电流传输系数是非线性的，直接用来传输模拟量时，非线性失真较大、精度差，我们利用光电耦合器件与运算放大器结合设计一个线性度较好的模拟量光隔离放大器电路如图3-29所示。 图3-29 光电隔离放大器
其中，G 1,G 2是两个性能、规格相同(同一封装)的光电耦合器，G 1,G 2的初级串连，并用同一偏置电流I 1激励，设G 1和G 2的电流传输系数分别为a 2和a 2，则
112I I α= ， 123I I α=
（3-6）码图
大锅天线则集成运放A4具有理想性能，则
62R I U U U i ===-+
（3-7）
()为跟随器5730A R I U =
（3-8）
因此，电路的电压增益A V 可由下式确定 627310V A R I R I U U ==
（3-9）
将式（3-4）和（3-5）代入上式，则 1627V A ααR R =
（3-10）
由于G 1、G 2是同性能、同型号、同封装的光电耦合器（MOC8111），因此G 1、G 2的电流传输系数a 1和a 2可看作是相等的，所以光耦合放大器的电压增益为
67R R A V =
（3-11）
由此可知，如图所示的光耦放大器增益与G 1,G 2的电流传输系数a 1和a 2无关。实际上是利用G 1,G 2电流传输系数的对称性补偿了它们之间的非线性。运放A 5(uA741)接成跟随器形式，以提高电路的负载能力。运放A 1连接反馈电容C ，用来消除电路的自激振荡。由于光电耦合器初级、次级之间存在着延迟，使G 1和G 2组成的负反馈电路之间显得迟缓，容易引起电路C 自激振荡，连接电容之后，保证了电路对瞬变信号的负反馈作用，提高了电路的稳定性。电容C 的容量可根据电路的频率特性要求来确定，经实验和实际应用，电路的非线性误差小于0.2%较好地解决了模拟信号不共地传输的问题。
3.13 可控硅调功控温
可控硅调功控温具有不冲击电网，对用电设备不产生干扰等优点，是一种应用广泛的控温方式。所谓调功控温就是在给定周期内控制可控硅的导通时间，从而改变加热功率，来实现温度调节。设采取(控制)周期为T，在T 周期内工频交
金属手铐脚镣流电的半周波数为N ，如全导通时额定加热功率为P H 则实际的平均加热功率与
T 周期内实际导通的半周波数n 成正比，[15]即 N P n P H =__
（3-12）键盘防尘罩
3.13.1 过零触发调功器的组成
目前，采用可控硅进行功率调节的触发方式有两种：过零触发、移相触发。移相触发方式调功实际上是控制可控硅的导通角，达到调节功率的目的，此方式易造成电磁干扰且电路复杂。据文献专门介绍：采用移相触发的可控硅交流调功装置，往往在可控硅导通的瞬间使电网电压出现畸变，当控制角为90°时，产生的三次谐波电流为基波电流的50%五次谐波也可达基波的1/6。这些谐波分量引起电网电压波形畸变，功率因数下降，给其它用电设备和通讯系统的工作带来不良影响。为此，人们研究了各种避免电压瞬时大幅度下降和抑制高次谐波的方法，过零触发方式很好地解决了此类问题，它可把可控硅导通的起始点限制在电源电压过零点，从而大大降低了谐波分量。然而，传统的可控硅过零触发调功器由同步脉冲产生电路、检零电路、隔离电路组成，结构复杂，降低了可靠性，而且采用分立元件，器件的离散性和温漂严重影响调功器控制精度及使用寿命。
实现可控硅调功控温需解决3个技术关键:①获取工频交流电源的过零触发脉冲，作为触发双向可控硅的同步脉冲:②将控制算法得到的控制量变为可控硅在周期内的导通时间:③隔离工频交流电源强电对单片机系统和控制电路弱电的干扰。根据上述要求设计的可控硅调功控温电路如图3-30所示。该调功器主要由跟随器、PWM 脉冲形成电路、光隔离/光耦合过零双向可控硅驱动器及电源四部分组成。[15]
图3-30 可控硅调功原理图
3.13.2 主要电路介绍
(1)PWM脉冲形成及脉宽调制电路TL494是德克萨斯仪器公司研制的双端脉宽调制器，其功能框图与引脚如图3-31所示。
图3-31 TL494功能框图与引脚
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TL494在开关电源中应用较多，在此，利用其脉宽调制功能构成脉冲形成及脉宽调制电路。将芯片的5,6脚分别接振荡器的电阻、电容，通过改变电阻、电容的大小，即可调节振荡器频率(为了保证振荡器的稳定性，应采用金属膜电阻和漏电流的电容)。振荡器产生的锯齿形振荡波被送到PWM比较器的反相输入端，脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端，通过PWM比较器进行比较，输出一定宽度的脉冲波。当调宽电压变化时，TL494输出的脉冲宽度也随之改变，从而改变开关管的导通时间，达到调节、稳定输出电压的目的。
脉宽调宽电压可由3脚直接送入的电压来控制，也可分别从两个误差放大器输入端送入，通过比较、放大经隔离二极管输出到PWM比较器的正相输入端，此
时3脚应接RC 网络，提高整个电路的稳定性。本设计将两个误差放大器的输入端和反馈接地，将3脚直接接控制电压，这时比较器A7输出为一定额率的脉冲信号，将13脚接地，则触发器不起作用，所以改变控制电压大小，即可改变10脚输出脉冲的宽度。
(2)光隔离/光耦合过零双向可控硅驱动器MOC3041新型器件MOC3041的使用使调功器电路变得非常简练，它集光电隔离、过零检测功能于一身，具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、无噪声等优点，图3-32为其构成的可控硅基本驱动电路。
图3-32 可控硅基本驱动电路
图中有关元件功能如下:
Rs,Cs 为吸收电路，并接在功率可控硅的阳极和阴极之间，起保护作用。因为负载若为感性，可控硅通、断时会产生较大的反电动势，可能引起可控硅的损坏，在相关电路上并联吸收电路后，就能削弱高的瞬时电压，从而保护可控硅。一般Cs,Rs 取值靠经验确定，暂无一套完整的计算方法。经验公式如下：
()()
F I C S μτ3104~2-⨯= ， Ω=50~10S R
（3-13）
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