220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。

  这里分享一种交流或直流220V作为输入源的光耦隔离数字量检测电路
  电路如下图1所示:

220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。_第1张图片
图1 220V交直流信号隔离检测电路

  图中的Signal_In和COM就是需要检测的信号输入,输入的220V交流或者直流信号,Signal_Out是信号输入端net,可以接入到单片机或者逻辑电路进行弱电信号控制使用。当外部信号有输入的时候,Signal_Out端就输出低电平,如果没有信号输入的话就会输出高电平。
  接下来简单的分析一下这个电路的工作原理,先说一下DC220V信号输入的情况。如果输入信号为DC220V信号的话,信号使发光二极管导通发光,光耦的光敏三极管导通,电容C3经过R5电阻对地放电,电容上的电压下降经过大概几十ms的时间电容上的电压下降为0。如果输入信号为AC220V信号时,由于交流信号存在过零点,当信号处在过零点的时候光耦是关闭状态,这时光敏三极管是截止状态,3.3V电压通过R1和R5给电容充电,但是R1+R3>>R3所以电容的充电速度远小于放电速度,并且信号的过零点的时间占比较小,电容上的电压会接近于0V,在数字电路中就代表了低电平。这个也可以理解成RC低通滤波,将周期脉冲信号的谐波分量滤除,留下直流分量,但是由于正占空比小,直流分量的值可以看做是低电平。
使用Multisim14的仿真结果如下
  输入信号为DC220V时,信号接入和信号消失两种情况的C3电容上的电压变化波形如下图2和图3所示:

220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。_第2张图片
图2 DC220V信号输入
220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。_第3张图片
图3 DC220V信号消失

  输入信号为AC220V时,信号接入和信号消失两种情况的C3电容上的电压变化波形如下图4和图5所示:


220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。_第4张图片
图4 AC220V信号接入
220V交直流光耦隔离检测电路,开关数字量检测。_第5张图片
图5 AC220V信号消失

  可以看见的电容上的电压有较为明显的上升时间和下降时间,并且下降时间要比上升时间短,也就是说信号接入时后级反应较快,信号消失时后级反应较慢。具体的应用是可以根据自己的系统来调整R1,R3和C3的值,来调整上升时间和下降时间。

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