工作中，我們使用的單片機(jī)常常被用于控制大電流設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣的例子是嵌入式設(shè)計(jì)中非常的常見(jiàn)技術(shù)，因?yàn)橛趩纹瑱C(jī)它屬于是低功耗微處理器，因此其I/O引腳端口的輸出輸入電流通常是在10mA范圍以?xún)?nèi)。因此我們?yōu)榱四軐?duì)微弱的電流進(jìn)行放大還有控制，常常會(huì)用三極管、MOS管還有光耦這些元件去實(shí)現(xiàn)。比如達(dá)林頓管，它是一種復(fù)合三極管，它的放大倍數(shù)可以放大到到幾千上萬(wàn)倍，所以是一種非常好用的器件。
如果在設(shè)計(jì)中我們需要對(duì)電路實(shí)現(xiàn)完全隔離控制的話，僅僅用三極管、MOS管或者達(dá)林頓晶體管這幾種是無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全物理隔離的。因此想要達(dá)到完全物理隔離的效果，我們需要應(yīng)用光耦合或者隔離芯片來(lái)進(jìn)行對(duì)信號(hào)的傳遞還有控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的穩(wěn)定性和安全性。
在實(shí)際工作應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需要控制電流的大小還有負(fù)載的電壓來(lái)選擇合適的控制器件。下面是一些工作中比較常用的例子：
第一點(diǎn)，單片機(jī)引腳I/O口直接驅(qū)動(dòng)光耦隔離器
如下圖展示了這種連接方式的原理圖。左邊是單片機(jī)的引腳I/O口和光耦的前端串聯(lián)一個(gè)限流電阻。常見(jiàn)光耦的正常導(dǎo)通電流基本是在1到20mA以?xún)?nèi)，假如負(fù)載電流不是很大的話，經(jīng)過(guò)光耦的輸出電流就可以以滿(mǎn)足負(fù)載需求，直接接在負(fù)載上就行。
這里我們需要注意的是，如果為了實(shí)現(xiàn)完全的物理隔離的話，光耦的輸入端和輸出端必須都使用的是兩個(gè)獨(dú)立的隔離電源，這就要求單片機(jī)的電源和負(fù)載電源必須是完全隔離。
如果我們使用的光耦的電流不夠大的話，我們可以在光耦輸出那端增加個(gè)一級(jí)大功率三極管或MOS管便可以實(shí)現(xiàn)。在選擇這些元器件時(shí)，我們要注意它們工作電壓、電流、還有功率以及導(dǎo)通內(nèi)阻等參數(shù)，來(lái)確保它能夠充分正常工作并且滿(mǎn)足我們所需的大電流控制需求。
第二點(diǎn)，用繼電器來(lái)控制
工作中很多同事喜歡用繼電器進(jìn)行控制大負(fù)載，因?yàn)槔^電器不僅使用起來(lái)方便，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)隔離。但是我們需要注意的地方是，不能把繼電器的負(fù)極直接給接入到單片機(jī)的引腳I/O口上。因?yàn)槲覀冎绬纹瑱C(jī)的引腳I/O口的灌電流是非常小的，帶載能力也很弱，因此無(wú)法帶動(dòng)繼電器工作，引腳直接接入極有可能會(huì)損壞單片機(jī)。所以，我們需要通過(guò)使用三極管或者M(jìn)OS管來(lái)進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)繼電器。
第三點(diǎn)，數(shù)字隔離芯片隔離
比如最多的ADI公司的數(shù)字隔離芯片ADUM1200和ADUM1201，它們兩端的工作的電壓范圍是2.7V到5.5V，最大輸出電流為35mA左右。還有德州儀器TI生產(chǎn)的很多常用的數(shù)字隔離芯片，在性能、功耗還有體積等方面，數(shù)字隔離芯片相較于傳統(tǒng)的光耦具有非常多的優(yōu)勢(shì)！
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