CN115580375A - 一种信号传输电路以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种信号传输电路以及控制方法，该电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器的输出端与逻辑门的使能端连接；第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器的输出端与逻辑门的输入端连接；第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；逻辑门，用于根据第一电平信号与第二电平信号对信号进行传输。通过信号选通的方式屏蔽干扰信号。

Description

一种信号传输电路以及控制方法

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种信号传输电路以及控制方法。

背景技术

在高压变频器中，为了实时监测高压侧绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)驱动电路以及IGBT的状态，需要通过信号隔离器件将高压侧的IGBT驱动电路以及IGBT的状态信息传输给低压侧的控制器。以隔离器件为变压器为例，变压器的输入端以及输出端分别位于高压侧与低压侧，高压侧的IGBT在导通或关断的过程中会产生共模电压VCM，通过变压器内部的耦合电容器会在高压侧与低压侧之间产生位移电流，进而使得控制器接收信号的同时会收到两个干扰信号。

现有技术中，针对电源变压器，可以在高压侧增加屏蔽层，并将屏蔽层与高压侧的参考地相连接以实现对干扰信号的屏蔽。但是，这样会增加变压器绕制的难度，并且以这种方式制作出来的变压器体积比较大，不利于小型化。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种信号传输电路以及控制方法，通过信号选通的方式控制信号的传输以屏蔽干扰信号。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；所述第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述逻辑门的使能端连接；所述第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，所述第二比较器的输出端与所述逻辑门的输入端连接；

所述第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；

所述第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；

所述逻辑门，用于根据所述第一电平信号与所述第二电平信号对信号进行传输。

可选地，所述第一电平信号为低电平，所述第二电平信号为高电平，所述逻辑门，用于停止对信号进行传输。

可选地，所述第一电平信号与所述第二电平信号同为高电平或同为低电平，所述逻辑门，用于对信号进行传输。

可选地，所述第一比较器，具体用于：

比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若所述第一电压信号大于所述参考电压信号，输出低电平；若所述第一电压信号小于所述参考电压信号，输出高电平。

可选地，所述第二比较器，具体用于：

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若所述第二电压信号大于所述参考电压信号，输出高电平；若所述第二电压信号小于所述参考电压信号，输出低电平。

可选地，所述电源为直流电源。

第二方面，本申请提供一种信号传输控制方法，应用于信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；所述第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述逻辑门的使能端连接；所述第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，所述第二比较器的输出端与所述逻辑门的输入端连接，所述方法包括：

获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号；

基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输。

可选地，所述基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输，包括：

若所述第一电平信号为低电平，所述第二电平信号为高电平，停止对信号进行传输。

可选地，所述基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输，还包括：

所述第一电平信号与所述第二电平信号同为高电平或同为低电平，对信号进行传输。

可选地，所述获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号，具体包括：

比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若所述第一电压信号大于所述参考电压信号，获取低电平；若所述第一电压信号小于所述参考电压信号，获取高电平；

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若所述第二电压信号大于所述参考电压信号，获取高电平；若所述第二电压信号小于所述参考电压信号，获取低电平。

本申请提供一种信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器的输出端与逻辑门的使能端连接；第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器的输出端与逻辑门的输入端连接；第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；逻辑门，用于根据第一电平信号与第二电平信号对信号进行传输。变压器的负输出端的信号通过信号选通的方式控制变压器正输出端的信号的传输，即当变压器输出的信号中不含有干扰信号的时候，通过逻辑门直接将信号传输至低压侧；当变压器输出的信号中含有干扰信号的时候，通过逻辑门停止对信号的传输。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种信号传输电路的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种信号传输控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

正如前文描述，目前的用于抑制干扰的方法，主要是将变压器的屏蔽侧与高压侧的参考地相连接，这种方式增大了变压器的绕制难度，并且使得变压器的体积增加，不利于小型化。经过研究，可以在变压器与低压侧信号处理单元之间增加一个具有信号选通功能的信号传输电路。

有鉴于此，本申请提供一种信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器的输出端与逻辑门的使能端连接；第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器的输出端与逻辑门的输入端连接；第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；逻辑门，用于根据第一电平信号与第二电平信号对信号进行传输。当变压器输出的信号中不含有干扰信号的时候，通过逻辑门直接将信号传输至低压侧；当变压器输出的信号中含有干扰信号的时候，通过逻辑门停止对信号的传输。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，该图为本申请提供的一种信号传输电路的示意图。

如图1所示，该电路包括：第一比较器101、第二比较器102以及逻辑门103；第一比较器101的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器101的输出端与逻辑门103的使能端连接；第二比较器102的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器102的输出端与逻辑门103的输入端连接；

第一比较器101，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；

第二比较器102，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；

逻辑门103，用于根据第一电平信号与第二电平信号对信号进行传输。

具体地，所述第一比较器101，具体用于：

比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若第一电压信号大于参考电压信号，输出低电平；若第一电压信号小于参考电压信号，输出高电平。

作为示例，对第一电压信号的产生的过程进行描述：

首先，高压侧信号处理单元将高压侧IGBT及IGBT驱动的状态进行处理，在变压器T1的负输入端产生INN；然后，通过变压器T1进行传输，在T1的负输出端产生第一电压信号PN。

具体地，所述第二比较器102，具体用于：

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若第二电压信号大于参考电压信号，输出高电平；若第二电压信号小于参考电压信号，输出低电平。

作为示例，对第二电压信号的产生的过程进行描述：

首先，高压侧信号处理单元将高压侧IGBT及IGBT驱动的状态进行处理，在变压器T1的正输入端产生INP；然后，通过变压器T1进行传输，在T1的正输出端产生第二电压信号PP。

第一比较器101与第二比较器102可以是具有比较功能的电路也可以是封装好的元器件。比较器可以用于将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较，也就是说其两个输入端的输入信号皆为模拟信号，输出则为高电平信号或低电平信号。

具体地，第一电平信号为低电平，第二电平信号为高电平，逻辑门103，用于停止对信号进行传输。

根据比较器的工作原理，即正输入端的电压大于参考电压，输出高电平，反之则输出低电平。若第一电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）小于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN> V_ref；若第二电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）大于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP> V_ref。综上可知，PN与PP同时大于V_ref，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中存在干扰信号，应停止对信号的传输。

具体地，第一电平信号与第二电平信号同为高电平或同为低电平，逻辑门103，用于对信号进行传输。

第一种情况，当第一电平信号与第二电平信号同为高电平的时候，分析如下：

若第一电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）大于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN< V_ref；若第二电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）大于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP> V_ref。综上可知，PN、PP以及V_ref之间的关系为PP>V_ref > PN，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中不存在干扰信号，应该对信号进行传输。

第二种情况，当第一电平信号与第二电平信号同为低电平的时候，分析如下：

若第一电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）小于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN> V_ref；若第二电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）小于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP< V_ref。综上可知，PN、PP以及V_ref之间的关系为PN>V_ref > PP，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中不存在干扰信号，应该对信号进行传输。

本申请实施例提供一种信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器的输出端与逻辑门的使能端连接；第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器的输出端与逻辑门的输入端连接；第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；逻辑门，用于根据第一电平信号与第二电平信号对信号进行传输。变压器的负输出端的信号通过信号选通的方式控制变压器正输出端的信号的传输，即当变压器输出的信号中不含有干扰信号的时候，通过逻辑门直接将信号传输至低压侧；当变压器输出的信号中含有干扰信号的时候，通过逻辑门停止对信号的传输。

参见图2，该图为本申请提供的一种信号传输方法的流程图。

如图2所示，该方法应用于信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，第一比较器的输出端与逻辑门的使能端连接；第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，第二比较器的输出端与逻辑门的输入端连接，该方法包括：

S201：获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号。

可以通过控制器获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号。

具体地，比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若第一电压信号大于参考电压信号，通过控制器获取低电平；若第一电压信号小于参考电压信号，通过控制器获取高电平；

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若第二电压信号大于参考电压信号，通过控制器获取高电平；若第二电压信号小于参考电压信号，通过控制器获取低电平。

S202：基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输。

可选地，基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输，包括：

若第一电平信号为低电平，第二电平信号为高电平，停止对信号进行传输。

根据比较器的工作原理，即正输入端的电压大于参考电压，输出高电平，反之则输出低电平。若第一电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）小于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN> V_ref；若第二电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）大于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP> V_ref。综上可知，PN与PP同时大于V_ref，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中存在干扰信号，应停止对信号的传输。

可选地，基于所述第一电平信号与第二电平信号，控制信号的传输，还包括：

第一电平信号与第二电平信号同为高电平或同为低电平，对信号进行传输。

若第一电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）大于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN< V_ref；若第二电平信号为高电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）大于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP> V_ref。综上可知，PN、PP以及V_ref之间的关系为PP>V_ref > PN，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中不存在干扰信号，应该对信号进行传输。

若第一电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第一比较器101的正输入端信号（参考电压V_ref）小于负输入端输入信号（第一电压信号PN），即PN> V_ref；若第二电平信号为低电平，那么可以推测得到的是第二比较器102的正输入端信号（第二电压信号PP）小于负输入端输入信号（参考电压V_ref），即PP< V_ref。综上可知，PN、PP以及V_ref之间的关系为PN>V_ref > PP，即此时变压器T1正输出端所传输的信号（该信号为表征高压侧IGBT驱动电路以及IGBT状态的信号）中不存在干扰信号，应该对信号进行传输。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号传输电路，其特征在于，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；所述第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述逻辑门的使能端连接；所述第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，所述第二比较器的输出端与所述逻辑门的输入端连接；

所述第一比较器，用于比较变压器负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第一电平信号；

所述第二比较器，用于比较变压器正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小，输出第二电平信号；

所述逻辑门，用于根据所述第一电平信号与所述第二电平信号对信号进行传输。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电平信号为低电平，所述第二电平信号为高电平，所述逻辑门，用于停止对信号进行传输。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电平信号与所述第二电平信号同为高电平或同为低电平，所述逻辑门，用于对信号进行传输。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一比较器，具体用于：

比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若所述第一电压信号大于所述参考电压信号，输出低电平；若所述第一电压信号小于所述参考电压信号，输出高电平。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二比较器，具体用于：

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；

若所述第二电压信号大于所述参考电压信号，输出高电平；若所述第二电压信号小于所述参考电压信号，输出低电平。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源为直流电源。

7.一种信号传输控制方法，其特征在于，应用于信号传输电路，所述电路包括：第一比较器、第二比较器以及逻辑门；所述第一比较器的正输入端与电源连接，负输入端与变压器的负输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述逻辑门的使能端连接；所述第二比较器的正输入端与变压器的正输出端连接，负输入端与电源连接，所述第二比较器的输出端与所述逻辑门的输入端连接，所述方法包括：

获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号；

基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输，包括：

若所述第一电平信号为低电平，所述第二电平信号为高电平，停止对信号进行传输。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一电平信号与所述第二电平信号，控制信号的传输，还包括：

所述第一电平信号与所述第二电平信号同为高电平或同为低电平，对信号进行传输。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取第一比较器输出的第一电平信号以及第二比较器输出的第二电平信号，具体包括：

比较变压器的负输出端提供的第一电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若所述第一电压信号大于所述参考电压信号，获取低电平；若所述第一电压信号小于所述参考电压信号，获取高电平；

比较变压器的正输出端提供的第二电压信号与电源提供的参考电压信号之间的大小；若所述第二电压信号大于所述参考电压信号，获取高电平；若所述第二电压信号小于所述参考电压信号，获取低电平。

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