CN117751513A - 集成在模块温度保护中的过电压保护 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提供隔离数据传输的电路。该电路包括适于耦合到转换电路的传感器，该转换电路适于使用偏移电压和由传感器生成的信号来以时间顺序方式生成第一电压电平和第二电压电平，其中第二电压电平大于第一电压电平。该电路包括电压‑电流变换器电路，该电压‑电流变换器电路适于将第一电压电平转换成电流范围内的第一电流电平并将第二电压电平转换成电流范围内的第二电流电平，其中第一电流电平和第二电流电平被按时间顺序提供给光耦合器。光耦合器适于按时间顺序接收第一电流电平和第二电流电平，并且适于在向光耦合器提供第一电流电平时提供具有第一电压的隔离输出电压，并且在向光耦合器提供第二电流电平时提供具有第二电压的隔离输出电压，适于接收隔离输出电压并且适于提供数字输出电压的模数转换器，以及耦合到模数转换器的控制器，其中控制器适于从与按时间顺序方式接收的隔离输出电压相对应的数字输出电压导出由传感器生成的信号。

Description

集成在模块温度保护中的过电压保护

技术领域

本发明涉及一种用于提供隔离数据传输的电路。本发明还涉及一种LED照明系统。

背景技术

开关模式电源SMPS可用于向负载提供经调节的功率。SMPS可以设计成使其输出与输入电隔离。这允许SMPS提供电隔离输出。需要从电隔离的一端发送到另一端的数据也需要以隔离的方式传输。提供电隔离数据传输的常见方式是使用光耦合器。光耦合器的主要缺点是其具有大的增益偏差。当感测信号的绝对值通过隔离势垒传递时，增益误差可能引入大的误差。这意味着具有这种光耦合器的SMPS的再现性是困难的，因为每个SMPS将具有有着不同增益的光耦合器。增益误差可以大到200％。更昂贵的光耦合器可以具有更低的增益偏差。作为一种解决方案，可以在工厂中校准SMPS，从而可以补偿增益误差。然而，这也是非常昂贵和耗时的。

因此，希望提供一种不昂贵的提供隔离数据传输的电路。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路，该电路以简单和便宜的方式提供隔离的数据传输，同时还提供感测信号的精确传输。

为了提供这种解决方案，在本发明的第一方面中，提供了一种用于提供隔离数据传输的电路。电路包括：

-适于耦合到转换电路的传感器；

-转换电路，适于使用偏移电压和由传感器生成的信号来以时间顺序的方式生成：

-第一电压电平；以及

-第二电压电平，其中第二电压电平大于第一电压电平，

-电压-电流变换器电路，其适于将第一电压电平转换成电流范围内的第一电流电平并且将第二电压电平转换成电流范围内的第二电流电平，其中第一电流电平和第二电流电平被提供给光耦合器；

-光耦合器，适于按时间顺序接收第一电流电平和第二电流电平，并且适于在向光耦合器提供第一电流电平时提供具有第一电压的隔离输出电压信号，并且在向光耦合器提供第二电流电平时提供具有第二电压的隔离输出电压信号；

-模数转换器，适于接收隔离输出电压并适于提供数字输出电压；以及

-耦合到模数转换器的控制器，其中控制器适于从与以时间顺序的方式接收的隔离输出电压相对应的数字输出电压导出由传感器生成的信号。

发明人的理解是，通过将感测的传感器信号转换为通过光耦合器的第一电流电平和第二电流电平，可以完全滤除由光耦合器的增益引起的误差。这可以通过将感测信号与参考电压组合来完成。参考电压和传感器信号由转换电路组合，并被转换成第一电流和第二电流，它们被按时间顺序提供给光耦合器。光耦合器也按时间顺序提供两个输出电压，并将这些电压作为隔离输出电压提供给模数转换器ADC。ADC向控制器提供数字化信号，该控制器可以将两个电压信号转换回感测电压。传感器电压和参考电压由具有相等增益的光耦合器传输，在本示例中，该增益是光耦合器的电流传输比CTR。由传感器产生的电压可以由感测信号改变。由参考电压产生的电压将不改变，因为参考电压是恒定电压。因此，组合的传感器电压和参考电压仅通过由传感器电压产生的电压变化而改变。在转换电路和电压到电流变换器中使用组合电压以提供第一电流电平和第二电流电平。同样，这两个电流电平仅通过传感器信号的改变而改变。数字输出电压具有两个时间顺序电压，控制器将这两个时间顺序电压与转换电路中使用的偏移电压和部件的已知参数一起使用，以推导出传感器电压。通过使用在ADC处提供两个电压电平与转换电路的偏移和已知参数的这种组合，控制器现在可以推导出传感器电压，同时光耦合器的增益根本不再有影响。这意味着可以选择具有较高增益偏差的光耦合器。在这种情况下，可以制造更便宜的电路，同时也更精确。

在另一示例中，转换电路包括第一参考部件、第二参考部件和开关，开关能够将第二参考部件分别耦合到转换电路和从转换电路解耦，其中，转换电路适于使用第一参考部件提供第一电压电平，并且使用第一参考部件和第二参考部件提供第二电压电平，其中，以时间顺序方式提供第一电压电平和第二电压电平。

优选地，转换电路使用第一参考部件和第二参考部件以及开关来产生第一电压电平和第二电压电平。由传感器产生的信号和偏移电压被提供给转换电路，并被提供给第一参考部件、第二参考部件和开关。控制开关，使得由传感器产生的组合信号和偏移电压被转换成第一电压电平和第二电压电平。

在另一个示例中，第一参考部件和第二参考部件各自选自包括以下各项的组：电阻器、电容器或电感器。

优选地，第一参考部件和第二参考部件是无源部件。无源部件的使用可以保持由控制器执行的计算简单。还可以以简单的方式设计转换电路。只有开关需要是控制器。附加地，部件可以相对便宜，同时保持低公差，从而允许整个电路精确。

在另一个示例中，转换电路包括第一电阻器、第二电阻器和开关，其中：

-开关与第一电阻器串联耦合；

-传感器并联耦合到开关和第一电阻器的串联组合；并且

-第二电阻器与如下的并联组合串联耦合：传感器与开关和第一电阻器的串联组合的并联组合，

-第二电阻器，耦合到参考电压，并且

其中，当开关闭合时，提供第一电压电平，并且当开关断开时，提供第二电压电平。

优选的转换电路具有简单的电阻分压器，其中分压比可以由开关调节。传感器与可切换电阻分压器部分并联，而参考电压经由第二电阻器提供。例如，当传感器用于分压时，例如当传感器是基于诸如温度或光强度的感测参数而变化的电阻器时，这是期望的。当开关闭合时，电阻分压器底部处的电阻最低，导致表示第一电压电平的低分压。当开关断开时，电阻分压器底部处的电阻最大，导致表示为第二电压电平的高分压。

在另一示例中，转换电路还包括与开关和第一电阻器的串联组合并联耦合的第三电阻器。

优选地，附加电阻器与第一电阻器并联放置，使得可以定义由转换电路产生的最大电压，而与传感器的行为无关。

在另一示例中，该转换电路包括第一电阻器、第二电阻器、第四电阻器和开关，其中：

-开关与第一电阻器串联耦合；

-传感器经由第四电阻器并联耦合到开关和第一电阻器的串联组合；并且

-第二电阻器与如下的并联组合串联耦合：传感器与开关和第一电阻器的串联组合的并联组合，

-第二电阻器，耦合到参考电压，并且

其中，当开关闭合时，提供第一电压电平，并且当开关断开时，提供第二电压电平。

另一个优选的转换电路被设置有简单的电阻分压器，其中分压比可以由开关调节。传感器经由第四电阻器与可切换电阻分压器部分并联放置，同时经由第二电阻器提供参考电压。在这种情况下，产生电压加法器，其中传感器电压和参考电压被加到单个节点。这例如在传感器产生电压时是期望的。当开关闭合时，电阻分压器底部处的电阻最低，导致表示第一电压电平的低分压。当开关断开时，电阻分压器底部处的电阻最大，导致表示为第二电压电平的高分压。

在另一示例中，转换电路包括适于产生用于开关的控制信号的定时器。

用于控制开关的简单方式是提供产生用于开关的控制信号的定时器。该定时器可以是不需要外部输入的独立电路。以容易的方式控制开关，使得第一电压电平和第二电压电平可以由转换电路按时间顺序提供。

在另一个示例中，定时器是振荡器。

一种提供用于开关的控制的简单方式是使用振荡器。振荡器可以提供具有预定频率的信号。以该频率，第一电压电平和第二电压电平将按时间顺序提供。

在另一个示例中，电压-电流变换器电路是电流镜。

用于将由转换电路提供的第一电压电平和第二电压电平转换成用于驱动光耦合器的电流的一种优选方式是使用电流镜。第一电压电平和第二电压电平被提供给电流镜的控制输入端。电流镜将第一电压电平和第二电压电平转换为第一电流电平和第二电流电平。

在另一示例中，电路包括适于接收第一电压电平和第二电压电平的运算放大器，并且其中该运算放大器适于为电流镜提供控制信号。

优选地，运算放大器接收第一电压电平和第二电压电平，并为电流镜提供控制信号。运算放大器可用作电压跟随器。运算放大器可用于分离转换电路的输出和电压-电流变换器的输入。

在另一示例中，电路包括适于向光耦合器提供大于或小于在电流范围中提供的电流的否决电流的否决电路。

除了传感器提供经由光耦合器提供给控制器的信号之外，光耦合器可用于向控制器提供附加信号。传感器信号被转换成电压范围内的第一电压电平和第二电压电平，这些电平被转换成第一电流电平和第二电流电平。因此，这两个电流电平也在指定范围内。另一信号可用于产生指定范围之外的电流。该信号可以是大于第二电流电平的最大电流的否决信号。否决信号的示例可以是过电压保护。该过电压保护允许流过光耦合器的电流高于第二电流电平的最大电流。控制器可以被配置为知道第二电流电平的最大电流是什么以及如何将其转换成隔离输出电压的最大电压电平。在该示例中，控制器可以知道传感器的工作窗口是什么，即，产生第一电压电平和第二电压电平的工作窗口是什么。然后，控制器可以自动地被配置为将与提供给位于该窗口之外的光耦合器的电流相对应的隔离输出电压解释为否决信号。然后，控制器可用于关闭另一电路，诸如驱动负载的SMPS。

在另一示例中，该电路包括适于接收隔离输出电压的禁用电路，并且其中该禁用电路适于在否决电流被提供给光耦合器时提供禁用信号。

代替控制器响应于否决信号，在隔离输出电压中存在否决信号的情况下，可以使用专用电路来提供禁用信号。该专用电路可以提供更多的安全性和对提供否决信号的光耦合器的直接响应。

在另一示例中，传感器被布置为提供电压作为由传感器产生的信号。

在另一示例中，传感器包括适于耦合到转换电路的电阻元件。

优选地，传感器可以向转换电路提供电压。备选地，传感器可以包括耦合到转换电路的电阻元件。以此方式，传感器可以为转换电路提供附加输入，例如电阻分压电路中的附加电阻。

在另一示例中提供了LED照明系统。系统包括：

-用于为照明负载供电的驱动器；

-照明负载，以及

根据前述权利要求中任一项的电路。

用于提供隔离数据传输的电路优选地用在包括用于驱动照明负载的驱动器的系统中。传感器可以用于向控制器提供数据，用于例如控制照明负载的光输出。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的示例，在附图中：

图1示出了用于提供隔离数据传输的电路的功能图的一个示例。

图2示出了用于提供隔离数据传输的电路的示意图的一个示例。

图3示出了由电路产生的示例性波形。

图4示出了用于提供隔离数据传输的电路的示意图的另一示例。

图5示出了用于提供隔离数据传输的电路的示意图的另一示例。

图6示出了由电路产生的示例性波形。

具体实施方式

将参照附图描述本发明。

应当理解，详细描述和特定示例虽然指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但是仅用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中变得更好理解。还应当理解，附图仅仅是示意性的并且没有按比例绘制。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。

图1示出了用于提供隔离数据传输的电路的功能图的一个示例。传感器1耦合到转换电路2。传感器1可用于感测来自环境的参数。这样的传感器1的示例可以是但不限于光传感器、温度传感器、电流传感器、电压传感器、红外传感器、运动传感器、声音传感器、重力传感器或CO₂传感器中的任一者。传感器1基于所感测的参数(例如，光，温度，电流或电压)生成传感器信号。传感器信号被提供给转换电路2。转换电路2接收传感器信号和偏移电压。偏移电压可由参考电压产生。优选地，该参考电压是稳定的电压，以提高电路的精度。转换电路2将偏移电压与传感器信号组合成单个信号，该单个信号以时间顺序方式被转换成第一电压电平和第二电压电平。第一电压电平和第二电压电平由转换电路2输出，并被提供给电压-电流变换器电路3。可以通过闭合与第二参考部件串联的开关来耦合第二参考部件，通过使用第一参考部件和第二参考部件来提供第一电压电平。第二电压可以通过使用第一参考部件和通过断开开关从而解耦第二参考部件来提供。优选地，该第一参考部件和该第二参考部件各自选自包括以下各项的组：电阻器、电容器或电感器。更优选的是，第一参考部件和第二参考部件是电阻器。光耦合器4由电流驱动，并且因此第一电压电平和第二电压电平需要分别转换为第一电流电平和第二电流电平。

因为第一电流电平和第二电流电平分别基于第一电压电平和第二电压，所以第一电流电平和第二电流电平也按时间顺序产生。电压到电流变换器电路3将第一电流电平和第二电流电平提供给光耦合器4。流过光耦合器4的第一电流电平和第二电流电平将允许第一电流和第二电流分别流过光耦合器4的次级侧。这些电流电平又被转换成作为隔离输出电压的电压。隔离输出电压被提供给模数转换器ADC 5。ADC 5将隔离输出电压数字化并将其提供给控制器6。控制器6接收与第一电压电平和第二电压电平直接相关的数字化输出电压。控制器6具有用于产生第一电压电平和第二电压电平的参考电压的知识。控制器6还具有用于产生第一电压电平和第二电压电平的部件的知识。这允许控制器6推导回由传感器1生成的信号。传感器信号和偏移电压的组合信号经由具有未知增益的光耦合器4被转换到次级侧。传感器信号和偏移电压都以类似的增益被转换。通过使用传感器信号和偏移电压来生成第一电压电平和第二电压电平，除了已知的偏移电压和用于生成第一电压电平和第二电压电平的部件之外，控制器6还被提供有附加信息，从而允许独立于光耦合器4的增益来导出传感器信号。因为现在可以在不依赖于光耦合器4的增益的情况下导出传感器信号，所以在设计电路时不在需要考虑光耦合器4的增益公差。附加地，在光耦合器4的寿命期间，增益可以变化，这现在不再影响电路的精度。

优选地，提供定时器电路7以控制转换电路2按时间顺序生成第一电压电平和第二电压电平。

图2示出了电路示意图的详细示例。传感器1耦合到转换电路2的输入节点。参考电压被提供给转换电路的另一个输入节点。参考电压由第二电阻器R2转换为偏移电压。偏移电压被提供给传感器1所连接的输入节点。第一电阻R1和开关M1的串联组合被置于输入节点和接地参考之间。在该示例中，传感器可以是向接地参考提供附加电阻的传感器。这种传感器的示例可以是具有正或负温度系数的NTC或PTC电阻器或光敏电阻器。在该示例中，这导致传感器电阻与第一电阻R1和开关M1的串联组合并联，类似于第三电阻R3。第三电阻器R3是可选电阻器，并且可以用于在输入节点处提供更好的预定电压工作区域。

转换电路2中的电阻器形成电阻分压器。通过控制开关M1，可以改变分压比。通过闭合开关M1，第一电阻器R1与传感器1的电阻并联放置。通过断开开关M1，第一电阻R1与输入节点断开连接，因此不与传感器1的电阻并联。按时间顺序接通和断开开关M1使得输入节点(也是转换电路2的输出端)处的电压在开关M1闭合时处于第一电压电平，而在开关M1断开时处于第二电压电平。在该示例中，第二电压电平高于第一电压电平。

第一电压电平和第二电压电平被提供给电压-电流转换器电路3的输入端。在该示例中，电压-电流转换器电路3优选地在运算放大器U2的非反相输入端接收第一电压电平和第二电压电平。该示例中的运算放大器U2实现为电压跟随器。这是有利的，因为电压跟随器将其输入端与其输出端隔离。这意味着输入端(在该示例中为电阻分压器)不受输出端(在该示例中为电阻器R11)的影响。

电压跟随器具有另一输入端，反相输入端，其经由电阻器R10耦合到参考电压。在该示例中，参考是接地参考。反相输入端还经由电阻器R9耦合到运算放大器U2的输出端。如果需要电压跟随器的单位增益，则省略电阻器R10，因此不存在到接地参考的连接，并且电阻器R9短路，使得运算放大器U2的输出端直接耦合到反相输入端。

电压跟随器的输出端耦合到电流镜的输入端。在该示例中，电流镜的输入端在电阻器R11和晶体管Q1之间。基于施加到电阻器R12的电源电压和施加到电流镜的输入端(即，电阻器R11和晶体管Q1之间)的电压，参考电流将流过电阻器R12、晶体管Q1和电阻器R11的支路。参考电流被镜像到电流镜的输出，该电流镜被耦合到光耦合器4中的发光二极管的阴极。输出端具有电阻器R12、晶体管Q2和电阻器R13的支路，并使与参考电流相同的电流通过光耦合器4中的发光二极管流出。当第一电压电平被施加到电压-电流转换器电路3的输入端时，电流镜接收相对低的电压，并且这被转换回通过光耦合器4的发光二极管的低电流。当第二电压电平被提供给电压-电流转换器电路3的输入端时，电流镜接收相对大的电压，并且这被转换回通过光耦合器4的发光二极管的高电流。第一电压电平和第二电压电平在一电压范围内，使得通过光耦合器4的发光二极管的电流不会在光耦合器4传输时引起饱和。当光耦合器4饱和时，不能再使用第一电压电平和第二电压电平来精确地导出传感器信号。

优选地，电阻器R11和R13具有相同的值，使得晶体管Q1和Q2的基极电流相同。当晶体管在同一封装中或在同一管芯上时，这尤其有益。

光耦合器4以时间顺序的方式接收第一电流电平和第二电流电平。光耦合器4将这些电流电平转换成隔离输出电压。该隔离输出电压被提供给模数转换器ADC 5。ADC将隔离输出电压数字化并将其提供给控制器6。优选地，ADC是控制器6的集成部分。控制器6例如可以是集成了ADC的微控制器。

控制器6接收具有两个电压电平的数字化隔离输出电压。

图3示出了提供给ADC 5的隔离输出电压的波形的一个示例。Uadc 1电平是由转换电路2产生的第二电压电平所产生的隔离输出电压的电压电平。Uadc 2电平是由转换电路2产生的第一电压电平所产生的隔离输出电压的电压电平。如图3所示，Uadc 1电平和Uadc 2电平按时间顺序提供给ADC 5。在该示例中，占空比和频率是任意选择的。可以有目的地改变占空比和频率，使得占空比和频率可以用于经由光耦合器4传输附加信息。备选地，占空比和频率可以保持恒定。这提供了更容易和更便宜的电路。

图4示出了用于提供隔离数据传输的电路的一个示例，其中传感器1能够产生其自身的电压。这种传感器1例如可以是红外传感器、运动传感器、声音传感器、重力传感器或CO₂传感器。

在传感器1能够在传感器1的输出端生成电压的情况下，优选地提供电压加法器以向转换电路2提供传感器信号和偏移电压。传感器电压作为传感器信号经由电阻器R4提供给转换电路2。参考电压作为偏移电压经由电阻器R2提供给转换电路2。在转换电路2中，传感器信号和偏移电压被相加并用于生成第一电压电平和第二电压电平。电压-电流转换器电路3将第一电压电平和第二电压电平转换成第一电流电平和第二电流电平。这可以与图2所示的电压-电流转换器电路3类似地进行。光耦合器4接收第一电流电平和第二电流电平，并以时间顺序方式提供。光耦合器4将这些电流电平转换成隔离输出电压。该隔离输出电压被提供给模数转换器ADC 5。ADC将隔离输出电压数字化并将其提供给控制器6。优选地，ADC是控制器6的集成部分。控制器6例如可以是集成了ADC的微控制器。

控制器6接收具有两个电压电平的数字化隔离输出电压。

图5示出了用于提供隔离数据传输的电路的改进示例。优选地，转换电路2和电压-电流变换器电路3与其它示例中所述的相同。转换电路2可以接收由传感器1提供的传感器信号，该传感器信号由传感器1提供，该传感器1或者是无源的或者是有源的，即，传感器1本身可以提供电压，或者通过汲取由外部电压源提供的电流而无源地动作。因此，传感器1和转换电路2之间的互连可以与图2或图4中的相同。

电压-电流转换电路3类似于前述示例向光耦合器4提供第一电流电平和第二电流电平。提供了一种否决电路。否决电路用于向位于电流范围之外的光耦合器4提供电流，该电流范围对应于其中产生第一电流电平和第二电流电平的范围。这意味着隔离输出电压也将在隔离输出电压的正常工作电压窗口之外。控制器5可以将该信号解释为如下信号，其可以否决将在隔离输出电压的正常工作窗口中生成的信号的信号。

可以产生否决信号作为对不希望的情况的响应。可能希望提供否决正常工作期间所需的信号的信号，并且提供可以否决正常工作的信号，使得使用该电路的系统可以进入不同的例如紧急模式。具有该电路的系统例如可以关闭，使得负载保持不通电。

在该示例中，否决电路接收被监控的电压。这种电压例如可以是负载处存在的电压。所监控的电压经由电阻器R14和电阻器R15的电阻分压器提供给运算放大器U3的非反相输入端。电阻器R16被置于运算放大器U3的非反相输入端和输出端之间。运算放大器U3的反相输入端连接到参考电压Vref1。运算放大器U3将所监控的电压与参考电压进行比较，并且当经由电阻器R14和R15电阻分压的所监控的电压超过阈值电压Vref1时输出高信号。运算放大器U3的输出端经由电阻器R17耦合到晶体管Q3的基极。晶体管Q3和电阻器R18为光耦合器4提供电流吸收路径。电流吸收路径允许电流流动，该电流比以第一电流电平或第二电流电平流过电压-电流转换器电路3的电流高或低。在该示例中，经由电流吸收路径流过光耦合器4的电流高于第一电流电平或第二电流电平中的任一者并且大于电流范围。这意味着第一电流电平和第二电流电平永远不能达到由电流吸收路径产生的电流电平的振幅。

优选地，与否决电路相结合，电路还具有禁用电路。该电路具有检测由否决电路产生的信号的专用功能，即，隔离输出电压电平大于可由第二电压电平产生的最大电压，并因此大于在其指定电流范围内的第二电流电平。否决电路可以生成允许关闭或禁用其它电路的关闭信号。

在该示例中，否决电路在非反相输入端处接收来自光耦合器4的隔离输出电压。运算放大器U4的反相输入端耦合到参考电压Vref2。将由电阻器R19和R20电阻分压的隔离输出电压与阈值电压Vref2进行比较。如果隔离输出电压超过参考电压Vref2，则运算放大器U4(也称为比较器)提供高输出信号。

图6示出了提供给ADC 5的隔离输出电压的波形的一个示例。优选地，该隔离输出电压也被提供给禁用电路。Uadc 1电平是由转换电路2产生的第二电压电平所产生的隔离输出电压的电压电平。Uadc 2电平是由转换电路2产生的第一电压电平所产生的隔离输出电压的电压电平。如图3所示，Uadc 1电平和Uadc 2电平按时间顺序至少提供给ADC 5。在该示例中，占空比和频率是任意选择的。可以有目的地改变占空比和频率，使得占空比和频率可以用于经由光耦合器4传输附加信息。备选地，占空比和频率可以保持恒定。这提供了更容易和更便宜的电路。除了所产生的Uadc 1电平和Uadc 2电平之外，还存在第三电压电平OVP。优选地，第三电压电平OVP是可以用光耦合器4产生的最高电压。

优选地，在所提供的示例中，提供定时器电路7以控制第一电压电平和第二电压电平的产生的定时。非常简单的定时器电路7可以是振荡器，其以预定的频率和占空比工作。频率和占空比与控制器推导回传感器信号无关，因此可以根据电路设计者的需要自由选择。示例中提供的振荡器具有运算放大器U1，该运算放大器U1具有使用电阻器R5耦合到电源电压并使用电阻器R6耦合到接地参考的非反相输入端。非反相输入端还经由电阻器R7耦合到运算放大器U1的输出端。该输出端还耦合到开关M1的控制节点。输出端经由电阻器R8耦合到运算放大器U1的反相输入端。反相输入端还经由电容器C1耦合到接地参考。电容器C1和电阻器R8用于设置定时器电路6的振荡频率。

应当理解，可以以不同的方式将偏移电压提供给转换电路2。偏移电压也可以被置于第一电阻R1和开关M1的串联组合与接地参考之间。当采用可选的第三电阻R3时，偏移电压被置于第三电阻R3和第一电阻R1与开关M1的串联组合的并联组合与接地参考之间。

优选地，电路在LED照明系统中被实现。LED系统可以具有向LED负载提供功率的驱动器。可以提供根据本发明的电路以允许驱动器以附加参数工作。该电路允许驱动器读出由传感器1产生的实际值。此外，可以实现否决并且在错误的情况下关闭驱动器。

优选地，由传感器1生成的信号是时间连续信号，这意味着该信号不经由例如脉宽调制信号来调制。该电路允许时间连续信号被提供给微控制器而不影响信号的信号完整性。

优选地，第一电压电平大于零。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种用于提供隔离数据传输的电路，所述电路包括：

-传感器(1)，适于耦合到转换电路(2)；

-所述转换电路(2)，适于使用偏移电压和由所述传感器(1)生成的信号来以时间顺序的方式生成如下电平：

-第一电压电平；以及

-第二电压电平，其中所述第二电压电平大于所述第一电压电平，

-电压-电流变换器电路(3)，适于将所述第一电压电平转换成电流范围内的第一电流电平并且将所述第二电压电平转换成所述电流范围内的第二电流电平，其中所述第一电流电平和所述第二电流电平按时间顺序提供给光耦合器(4)；

-所述光耦合器(4)，适于按时间顺序接收所述第一电流电平和所述第二电流电平，并且适于在向所述光耦合器(4)提供所述第一电流电平时提供具有第一电压的隔离输出电压信号，并且在向所述光耦合器(4)提供所述第二电流电平时提供具有第二电压的所述隔离输出电压信号；

-模数转换器(5)，适于接收所述隔离输出电压并且适于提供数字输出电压；以及

-控制器(6)，耦合到所述模数转换器，其中所述控制器(6)适于从与以所述时间顺序的方式接收的所述隔离输出电压相对应的所述数字输出电压导出由所述传感器(1)生成的所述信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路包括第一参考部件、第二参考部件和开关，所述开关能够将所述第二参考部件分别耦合到所述转换电路和从所述转换电路解耦，其中所述转换电路适于：

-通过耦合所述第二参考部件，使用所述第一参考部件和所述第二参考部件来提供所述第一电压电平；以及

-通过将所述第二参考部件解耦，使用所述第一参考部件来提供所述第二电压电平，

其中所述第一电压电平和所述第二电压电平以所述时间顺序的方式提供。

3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一参考部件和所述第二参考部件各自从包括以下各项的组中被选择：电阻器、电容器或电感器。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(R1)、第二电阻器(R2)和开关(M1)，其中：

-所述开关(M1)与所述第一电阻器(R1)串联耦合；

-所述传感器(1)并联耦合到所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的串联组合；并且

-所述第二电阻器(R2)与如下的并联组合串联耦合：所述传感器(1)与所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的串联组合的并联组合，

-所述第二电阻器(R2)耦合到参考电压(Vref)，以及

其中当所述开关(M1)闭合时，提供所述第一电压电平，并且当所述开关(M1)断开时，提供所述第二电压电平。

5.根据权利要求4所述的电路，其中所述转换电路(2)还包括与所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的所述串联组合并联耦合的第三电阻器(R3)。

6.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(R1)、第二电阻器(R2)、第四电阻器(R4)和开关(M1)，其中：

-所述开关(M1)与所述第一电阻器(R1)串联耦合；

-所述传感器(1)经由所述第四电阻器(R4)并联耦合到所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的所述串联组合；并且

-所述第二电阻器(R2)与如下的并联组合串联耦合：所述传感器(1)与所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的所述串联组合的并联组合，

-所述第二电阻器(R2)耦合到参考电压(Vref)，并且

其中当所述开关(M1)闭合时，提供所述第一电压电平，并且当所述开关(M1)断开时，提供所述第二电压电平。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括适于生成用于所述开关(M1)的控制信号的定时器电路(7)。

8.根据权利要求7所述的电路，其中所述定时器电路(7)是振荡器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述电压-电流变换器电路(3)是电流镜。

10.根据权利要求9所述的电路，还包括适于接收所述第一电压电平和所述第二电压电平的运算放大器(U2)，并且其中所述运算放大器(U2)适于为所述电流镜提供控制信号。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的电路，还包括否决电路，所述否决电路适于向所述光耦合器(4)提供大于或小于在所述电流范围内提供的电流的否决电流。

12.根据权利要求11所述的电路，还包括适于接收所述隔离输出电压的禁用电路，并且其中所述禁用电路适于在向所述光耦合器(4)提供所述否决电流时提供禁用信号。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述传感器(1)被布置为提供电压作为由所述传感器(1)生成的所述信号。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的电路，其中所述传感器(1)包括适于耦合到所述转换电路(2)的电阻元件。

15.一种LED照明系统，包括：

-用于为LED照明负载供电的驱动器；

-所述LED照明负载，以及

根据前述权利要求中任一项所述的电路。