CN202268849U

CN202268849U - 一种隔离放大器电路模块

Info

Publication number: CN202268849U
Application number: CN2011203479556U
Authority: CN
Inventors: 刘豫; 郑江信; 同军军
Original assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd; TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: TIANSHUI HUATIAN MICROELECTRONIC CO Ltd; TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2021-09-16

Abstract

本实用新型公开了一种隔离放大器电路模块，其包括信号放大电路、信号调制电路、第一变压器、信号解调电路、滤波电路、隔离电源、第二变压器、辅助电源电路、功率放大电路、振荡电路。本实用新型内部集成有高性能的输入输出放大器、调制解调器、信号耦合变压器等单元器件,采用磁耦合方式使放大器的输出和输入之间没有电气联系，从而隔离了干扰源，抑制了干扰信号，完成对信号的放大，此电路放大倍数可以经过外接电阻调整，安全可靠强、精度高，非线性度小，可满足某些特殊用途的要求；采用厚膜混合集成技术，缩小了体积；工作温度范围宽，能在-55℃～125℃的温度范围内正常工作。

Description

一种隔离放大器电路模块

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种隔离放大器电路模块，尤其涉及一种采用变压器磁耦合方式、基于载波技术的隔离放大器电路模块。

背景技术

隔离放大器具有极好的抗共模干扰能力，能有效地阻断现场和数据采集系统之间电的联系，但并不切断它们之间的信号传递。传统上该功能是由光耦合器件完成的，但是由于光耦合器的传输特性受温度的影响（在许多场合，光耦合器都需要进行温度补偿才可以进行正常工作），同时,常规使用的隔离放大器多为塑封产品或胶封装产品，电阻、电容、二极管、三极管多为直插或贴片元器件，使得隔离放大器模块的体积较大，模块的工作温度范围较低窄，可靠性较低，无法满足某些特殊用途的要求。因此，采用变压器磁耦合的方式受到更加普遍的应用，并且它的隔离电压可以高达数千伏。

实用新型内容

本实用新型的目的为了克服上述现有技术中存在的问题，涉及一种工作温度范围较宽，可靠性强的隔离放大器电路模块。

本实用新型的目的可以通过以下技术措施实现：

本实用新型的隔离放大器电路模块，包括信号放大电路、信号调制电路、第一变压器、信号解调电路、滤波电路、隔离电源、第二变压器、辅助电源电路、功率放大电路、振荡电路。所述信号放大电路的输入端接输入信号，输出端接信号调制电路的输入端；所述信号调制电路的输出端通过第一变压器接信号解调电路的输入端；信号解调电路的输出端接滤波电路的输入端；滤波电路的输出端输出信号；所述振荡电路的输入端接信号解调电路的输出端，输出端接功率放大电路输入端；功率放大电路的输出端接第二变压器的输入端；所述第二变压器的输出端接隔离电源的输入端和信号调制电路输入端；隔离电源的输出端接信号放大电路的输入端和信号调制电路的输入端；所述辅助电源电路的输入端接功率放大电路的输出端，其输出端接信号解调电路的输入端。

所述信号放大电路包括第一运算放大器，其正相输入脚和反相输入脚分别接正负输入信号，其输出端接信号调制电路的输入端。

所述信号调制电路由第二运算放大器、第二芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电容组成；第二运算放大器的反相输入脚经第一电阻接信号放大电路的输出端，其输出脚经第五电容接第一变压器的输入端；第二运算放大器输出脚经第二电阻接第一电阻；第二运算放大器的同相输入脚接第二芯片；第三电阻一端接第二变压器的输出端，另一端接第二芯片；第四电阻一端接隔离电源输出端与第二芯片，另一端接第二芯片。

所述信号解调电路包括第三芯片和第六电容、第七电容；第六电容与第七电容串接端接第一变压器的输出端，第六电容与第七电容另一端接第三芯片；第三芯片接滤波电路的输入端。

所述滤波电路由第五运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十四电容、第十五电容组成；第八电阻的一端接信号解调电路的输出端，另一接第十四电容与第九电阻串接端；第九电阻的另一端接第五运算放大器的正相输入脚和第十五电容；第十五电容的另一端接输出低端；第十四电容另一端接第五运算放大器的反相输入脚及输出脚；第五运算放大器的输出脚接总输出端。

所述振荡电路由第四芯片、第十电容、第十二电容、第七电阻组成；第七电阻的一端接第四芯片和第十电容，另一端接信号解调电路；第十电容的一端接第七电阻，另一端接第四芯片；第十二电容的一端接第四芯片，另一端接地。

所述功率放大电路由第一三极管、第二三极管、第五电阻、第六电阻、第八电容、第九电容组成；第五电阻与第八电容并联，一端接第一三极管的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路；第六电阻与第九电容并联，一端接第一三极管的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路。

所述隔离电源电路由第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容组成；第一电容和第二电容并联，一端接第一二极管的阳极、信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第三电容和第四电容并联，一端接信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第二二极管的阳极接第一二极管的阴极，并经第三电阻接第二变压器；第二二极管的阴极经第四电阻接信号调制电路。

所述辅助电源由第三二极管、第十一电容、第十三电容组成；第十一电容、第十三电容并联，一端接第三二极管的阳极和信号解调电路，另一端接地；第三二极管的阴极接功率放大电路。

本实用新型相对现有技术具有以下优点：

1、可靠性好：内部集成有高性能的输入输出放大器、调制解调器、信号耦合变压器等单元器件,采用磁耦合方式使放大器的输出和输入之间没有电气联系，从而隔离了干扰源，抑制了干扰信号，完成对信号的放大，此电路放大倍数可以经过外接电阻调整，安全可靠强、精度高，非线性度小，可满足某些特殊用途的要求。

2、体积小：采用厚膜混合集成技术，缩小了体积。

3、工作温度范围宽：能在 -55℃～125℃的温度范围内正常工作。

附图说明

图1是本实用新型隔离放大器电路的结构示意图。

图2是本实用新型隔离放大器电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用星星的结构进行详细说明。

参照图1，一种隔离放大器电路模块，包括信号放大电路、信号调制电路、第一变压器、信号解调电路、滤波电路、隔离电源、第二变压器、功率放大电路、辅助电源电路、振荡电路。其中，信号放大电路的输入端接输入信号，输出端接信号调制电路的输入端；信号调制电路的输出端通过第一变压器接信号解调电路的输入端；信号解调电路的输出端接滤波电路的输入端；滤波电路的输出端输出信号；振荡电路的输入端接信号解调电路的输出端，输出端接功率放大电路输入端；功率放大电路的输出端接第二变压器的输入端；第二变压器的输出端接隔离电源的输入端和信号调制电路输入端；隔离电源的输出端接信号放大电路的输入端和信号调制电路的输入端；辅助电源电路的输入端接功率放大电路的输出端，其输出端接信号解调电路的输入端。

下面参照图2分别对各电路的具体结构进行说明：

信号放大电路包括第一运算放大器IC1A，其正相输入脚和反相输入脚分别接正负输入信号，其输出端接信号调制电路的输入端。

信号调制电路由第二运算放大器IC1B、第一电阻R1、第二电阻R2和第五电容C5组成。第二运算放大器IC1B的反相输入脚经第一电阻R1接信号放大电路的输出端，其输出脚经第五电容C5接第一变压器T1的输入端；第二运算放大器IC1B输出脚经第二电阻R2接第一电阻R1。

信号调制电路由第二运算放大器IC1B、第二芯片IC2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电容C5组成；第二运算放大器IC1B的反相输入脚经第一电阻R1接信号放大电路的输出端，其输出脚经第五电容C5接第一变压器T1的输入端；第二运算放大器IC1B输出脚经第二电阻R2接第一电阻R1；第二运算放大器IC1B的同相输入脚接第二芯片IC2；第三电阻R3一端接第二变压器T2的输出端，另一端接第二芯片IC2；第四电阻R4一端接隔离电源输出端与第二芯片IC2，另一端接第二芯片IC2。

信号解调电路包括第三芯片IC3和第六电容C6、第七电容C7；第六电容C6与第七电容C7串接端接第一变压器T1的输出端，第六电容C6与第七电容C7另一端接第三芯片IC3；第三芯片IC3接滤波电路的输入端。

滤波电路由第五运算放大器IC5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十四电容C14、第十五电容C15组成。第八电阻R8的一端接信号解调电路的输出端，另一接第十四电容C14与第九电阻R9串接端；第九电阻R9的另一端接第五运算放大器IC5的正相输入脚和第十五电容C15；第十五电容C15的另一端接输出低端LO；第十四电容C14另一端接第五运算放大器IC5的反相输入脚及输出脚；第五运算放大器IC5的输出脚接总输出端OUT。

振荡电路由第四芯片IC4、第十电容C10、第十二电容C12、第七电阻R7组成。第七电阻R7的一端接第四芯片IC4和第十电容C10，另一端接信号解调电路；第十电容C10的一端接第七电阻R7，另一端接第四芯片IC4；第十二电容C12的一端接第四芯片IC4，另一端接地。

所述功率放大电路由第一三极管Q1、第二三极管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6、第八电容C8、第九电容C9组成。第五电阻R5与第八电容C8并联，一端接第一三极管Q1的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路；第六电阻R6与第九电容C9并联，一端接第一三极管Q1的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路。

隔离电源电路由第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4组成。第一电容C1和第二电容C2并联，一端接第一二极管D1的阳极、信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第三电容C3和第四电容C4并联，一端接信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第二二极管D2的阳极接第一二极管D1的阴极，并经第三电阻R3接第二变压器T2；第二二极管D2的阴极经第四电阻R4接信号调制电路。

辅助电源由第三二极管D3、第十一电容C11、第十三电容C13组成。第十一电容C11、第十三电容C13并联，一端接第三二极管D3的阳极和信号解调电路，另一端接地；第三二极管D3的阴极接功率放大电路。

第一、二运算放大器IC1A、IC1B采用LT1057。

第二芯片IC2、第三芯片IC3采用DG402集成电路芯片。

第四芯片IC4采用CD4047集成电路芯片。

第五芯片IC5采用AD548集成电路芯片。

Claims

1.一种隔离放大器电路模块，其特征在于：包括信号放大电路、信号调制电路、第一变压器、信号解调电路、滤波电路、隔离电源、第二变压器、功率放大电路、振荡电路；所述信号放大电路的输入端接输入信号，输出端接信号调制电路的输入端；所述信号调制电路的输出端通过第一变压器接信号解调电路的输入端；信号解调电路的输出端接滤波电路的输入端；滤波电路的输出端输出信号；所述振荡电路的输入端接信号解调电路的输出端，输出端接功率放大电路输入端；功率放大电路的输出端接第二变压器的输入端；所述第二变压器的输出端接隔离电源的输入端和信号调制电路输入端；隔离电源的输出端接信号放大电路的输入端和信号调制电路的输入端。

2.如权利要求1所述隔离放大器电路模块，其特征在于：其还包括辅助电源电路；所述辅助电源电路的输入端接功率放大电路的输出端，其输出端接信号解调电路的输入端。

3.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述信号放大电路包括第一运算放大器（IC1A），其正相输入脚和反相输入脚分别接正负输入信号，其输出端接信号调制电路的输入端。

4.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述信号调制电路由第二运算放大器（IC1B）、第二芯片（IC2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）和第五电容（C5）组成；第二运算放大器（IC1B）的反相输入脚经第一电阻（R1）接信号放大电路的输出端，其输出脚经第五电容（C5）接第一变压器（T1）的输入端；第二运算放大器（IC1B）输出脚经第二电阻（R2）接第一电阻（R1）；第二运算放大器（IC1B）的同相输入脚接第二芯片（IC2）；第三电阻（R3）一端接第二变压器（T2）的输出端，另一端接第二芯片（IC2）；第四电阻（R4）一端接隔离电源输出端和第二芯片（IC2），另一端接第二芯片（IC2）。

5.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述信号解调电路包括第三芯片（IC3）和第六电容（C6）、第七电容（C7）；第六电容（C6）与第七电容（C7）串接端接第一变压器（T1）的输出端，第六电容（C6）与第七电容（C7）另一端接第三芯片（IC3）；第三芯片（IC3）接滤波电路的输入端。

6. 如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述滤波电路由第五运算放大器(IC5)、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十四电容（C14）、第十五电容（C15）组成；第八电阻（R8）的一端接信号解调电路的输出端，另一接第十四电容（C14）与第九电阻（R9）串接端；第九电阻（R9）的另一端接第五运算放大器(IC5)的正相输入脚和第十五电容（C15）；第十五电容（C15）的另一端接输出低端（LO）；第十四电容（C14）另一端接第五运算放大器(IC5)的反相输入脚及输出脚；第五运算放大器(IC5)的输出脚接总输出端(OUT)。

7.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述振荡电路由第四芯片（IC4）、第十电容（C10）、第十二电容（C12）、第七电阻（R7）组成；第七电阻（R7）的一端接第四芯片（IC4）和第十电容（C10），另一端接信号解调电路；第十电容（C10）的一端接第七电阻（R7），另一端接第四芯片（IC4）；第十二电容（C12）的一端接第四芯片（IC4），另一端接地。

8.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述功率放大电路由第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第八电容（C8）、第九电容（C9）组成；第五电阻（R5）与第八电容（C8）并联，一端接第一三极管（Q1）的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路；第六电阻（R6）与第九电容（C9）并联，一端接第一三极管（Q1）的基极，另一端接振荡电路和信号解调电路。

9.如权利要求1或2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述隔离电源电路由第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）组成；第一电容（C1）和第二电容（C2）并联，一端接第一二极管（D1）的阳极、信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第三电容（C3）和第四电容（C4）并联，一端接信号调制电路及信号放大电路，另一端接地；第二二极管（D2）的阳极接第一二极管（D1）的阴极，并经第三电阻（R3）接第二变压器（T2）；第二二极管（D2）的阴极经第四电阻（R4）接信号调制电路。

10.如权利要求2所述隔离放大器电路模块，其特征在于：所述辅助电源由第三二极管（D3）、第十一电容（C11）、第十三电容（C13）组成；第十一电容（C11）、第十三电容（C13）并联，一端接第三二极管（D3）的阳极和信号解调电路，另一端接地；第三二极管（D3）的阴极接功率放大电路。