CN108768378A - 基于pxi模块的高压驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；所述PXI模块的‑12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。利用模块的电压等级，通过电气隔离、构造悬浮参考的方法实现高电压器件的高效、低功耗、高集成度的驱动。

Description

基于PXI模块的高压驱动装置
技术领域
本发明涉及基于PXI模块的高压驱动装置。
背景技术
PXI(PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)、CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect，外围组件互联)模块中供电电源分别符合PXI和CPCI电气标准，电源电压等级分别为+3.3V、+5V、+12V、-12V。在使用电源电压等级高于+12V的器件时(如部分步进衰减器的供电电压为+24V)，需要采用升压电源芯片，设计相应的升压电路。升压电路效率低、体积大，不利于模块的小体积、低功耗、高集成度的应用。
PXI、CPCI标准中，机箱背板只提供+3.3V、+5V、+12V、-12V等供电电平。而在实际使用过程中，PXI、CPCI模块中需要使用高于+12V的电源向相应的电路或器件供电(比如步进衰减器、YIG调谐滤波器、继电器等)。目前构造高于+12Vdc电源的解决方案为采用+12V或+5V标准电源，通过由电源开关控制芯片、功率电感、大容量电容等构成的升压Boost电路产生所需电平的电源如图1所示。典型的升压Boost电路如图2所示。
现有技术方案的核心是升压Boost电路，缺点包括以下3个方面：
(1)该电路使用了较多的器件，而且体积很大(升压控制芯片、功率电感、二极管、大容量滤波电容)，占用了较大的PCB面积；
(2)升压电路的效率较低，一般在80％左右(与升压倍数有关)，发热严重；不仅提高了整个模块的功耗，还需要在设计过程中考虑散热；
(3)升压控制芯片为开关器件，工作频率为几百kHz，不恰当的输入、输出滤波会造成对输入电源、输出电源的污染，提高了设计难度。
现有技术需要解决的技术问题是，如何在PXI模块中构造高于+12V的直流电源。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于PXI模块的高压驱动装置，其合理利用模块的电压等级，通过电气隔离、构造悬浮参考的方法实现高电压器件的高效、低功耗、高集成度的驱动。
作为本发明的第一方面，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的进一步改进，所述电隔离器件，包括：光耦合器或电磁耦合器；
作为本发明的进一步改进，所述PXI模块可以替换为CPCI模块。
作为本发明的进一步改进，所述+12V直流标准电源接口可以替换为+5V直流标准电源接口或+3.3V直流标准电源接口。
作为本发明的进一步改进，所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；替换为：
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；或者，
所述PXI模块的+5V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；或者，
所述PXI模块的+3.3V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接。
作为本发明的进一步改进，所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；替换为：
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的GND端口连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、使用光耦合器件替代了升压Boost电路，占用PCB面积小；
2、没有线性变压电路或开关变压电路，没有电压变换功耗，效率高；
3、没有开关电路，输入、输出电源中不存在开关频率污染的可能，降低了调试难度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为现有技术的解决方案；
图2为图1中的典型升压Boost电路图；
图3为本发明的第一个具体实施例；
图4为本发明的第二个具体实施例；
图5为本发明的第三个具体实施例；
图6为本发明的第四个具体实施例；
图7为本发明的第五个具体实施例。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明采用在PXI、CPCI模块中以标准-12V电源为电源参考，构造电压等级高于+12V的电源。
如图3所示，作为本发明的第一个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的进一步改进，所述电隔离器件，包括：光耦合器或电磁耦合器；
作为本发明的进一步改进，所述PXI模块可以替换为CPCI模块。
如图4所示，作为本发明的第二个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+5V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
如图5所示，作为本发明的第三个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+3.3V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
如图6所示，作为本发明的第四个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的第五个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+5V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的第六个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+3.3V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
如图7所示，作为本发明的第七个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的第八个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+5V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
作为本发明的第九个实施例，提供了基于PXI模块的高压驱动装置；
基于PXI模块的高压驱动装置，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+3.3V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
如图3所示，将模块的+12Vdc标准电源连接在后端电路或器件的VCC端口，将模块的-12Vdc标准电源连接在后端电路或器件的GND端口。这样对于后端电路或器件来说，供电电源为24Vdc。
为了实现对后端电路或器件的控制或信号传递，采用电隔离器件实现模块控制器与后端电路或器件的电气隔离，同时实现相应的控制或信号传递。可选的电隔离器件可以是光耦合器件、电磁耦合器件等。
以标准-12V电源为参考电平，VCC输入电源可以是+5Vdc标准电源、+3.3Vdc标准电源、经过电平变换的+12Vdc、+5Vdc、+3.3Vdc标准电源，其方案分别如图4、图5、图6所示。
以经过变换的标准-12V电源为参考电平，VCC输入电源可以是+12Vdc标准电源、+5Vdc标准电源、+3.3Vdc标准电源，其方案分别如图7所示。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，包括：PXI模块，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；
所述PXI模块的控制信号接口通过电隔离器件与待供电电路或器件的控制信号端口连接。
2.如权利要求1所述的基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，
所述电隔离器件，包括：光耦合器或电磁耦合器。
3.如权利要求1所述的基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，
所述PXI模块可以替换为CPCI模块。
4.如权利要求1所述的基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，
所述+12V直流标准电源接口可以替换为+5V直流标准电源接口或+3.3V直流标准电源接口。
5.如权利要求1所述的基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的VCC端口连接；替换为：
所述PXI模块的+12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；或者，
所述PXI模块的+5V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接；或者，
所述PXI模块的+3.3V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的VCC端口连接。
6.如权利要求4所述的基于PXI模块的高压驱动装置，其特征是，
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口与待供电电路或器件的GND端口连接；替换为：
所述PXI模块的-12V直流标准电源接口通过降压电路与待供电电路或器件的GND端口连接。
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