CN204190744U - 一种电源隔离电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种电源隔离电路。用于实现嵌入式系统中的模拟电源电压和数字电源电压之间的隔离，包括第一三极管，第一三极管的基极连接一驱动电路，第一三极管的发射极连接模拟电源电压，第一三极管的集电极连接数字电源电压；第一三极管于驱动电路的作用下工作于饱和状态；对模拟电源电压和数字电源电压实现隔离。本实用新型通过三级管工作在饱和区的特点，创新性的提出了一种实现电源隔离及提高驱动电流的优化设计，使用稳压管、三极管、电阻和电容等数量较少的分立器件组成功能模块实现电源隔离功能，电路结构简单，极大节省了成本和印制电路板空间。

Description

一种电源隔离电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种电源隔离电路。

背景技术

随着计算机网络以及通信技术的发展，嵌入式系统的应用已经渗入到国民经济的各个方面，它的发展程度关系到国民经济的稳定可持续发展，目前在实现嵌入式设备功能的前提下，嵌入式设备朝着小型化、智能化的方向在不断发展。嵌入式设备的发展趋势使得嵌入式系统的模拟电源和数字电源之间易于相互干扰，这大大影响到系统的稳定性。

当前，电源隔离的设计主要采用光电耦合器或者采用变压器隔离的方法。如现有技术中专利申请CN 202059376U公开了一种单电源隔离放大器，通过光电耦合器和运算放大器构成的电路来实现电源的隔离功能；专利申请CN2052589 U中公开了一种超微型模拟电源隔离变压器来实现电源的隔离的设计方法；上述现有技术均不同程度地存在电路结构复杂、器件较多、价格昂贵，而且会占用大量的印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)空间的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种电源隔离电路，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种电源隔离电路，用于实现嵌入式系统中的模拟电源电压和数字电源电压之间的隔离，其中，

包括第一三极管，所述第一三极管的基极连接一驱动电路，所述第一三极管的发射极连接所述模拟电源电压，所述第一三极管的集电极连接所述数字电源电压；所述第一三极管于所述驱动电路的作用下工作于饱和状态；对所述模拟电源电压和数字电源电压实现隔离。

本实用新型的电源隔离电路，所述驱动电路包括第二三极管，所述第二三极管的基极通过一第一电阻连接一偏置电压，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻连接所述第一三极管的基极。

本实用新型的电源隔离电路，所述偏置电压通过一分压电路产生，所述分压电路包括输入端和输出端，所述输入端连接一直流输入电压，所述输出端用以输出所述偏置电压。

本实用新型的电源隔离电路，包括电源模块，用以通过对所述直流输入电压进行电压变换得到所述模拟电源电压和所述数字电源电压。

本实用新型的电源隔离电路，所述分压电路包括，

第三电阻，连接于所述直流输入电压与所述输出端之间；

稳压管，所述稳压管的正极连接所述输出端，所述稳压管的负极接地。

本实用新型的电源隔离电路，所述数字电源电压通过至少一个滤波电容接地。

本实用新型的电源隔离电路，多个所述滤波电容相互并联。

本实用新型的电源隔离电路，所述第二电阻为可调电阻。

本实用新型的电源隔离电路，所述电源模块采用一DC-DC电源转换芯片。

本实用新型的电源隔离电路，所述第一三极管采用PNP型三极管。

有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型通过三级管工作在饱和区的特点，创新性的提出了一种实现电源隔离及提高驱动电流的优化设计，使用稳压管、三极管、电阻和电容等数量较少的分立器件组成功能模块实现电源隔离功能，电路结构简单，极大节省了成本和节省了印制电路板空间。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

参照图1，一种电源隔离电路，用于实现嵌入式系统中的模拟电源电压VCC和数字电源电压VCC1P0之间的隔离，其中，

包括第一三极管Q2，第一三极管Q2的基极连接一驱动电路11，第一三极管Q2的发射极连接模拟电源电压VCC，第一三极管Q2的集电极连接数字电源电压VCC1P0；第一三极管Q2于驱动电路11的作用下工作于饱和状态；对模拟电源电压VCC和数字电源电压VCC1P0实现隔离。

本实用新型的电源隔离电路，驱动电路11可以包括第二三极管Q1，第二三极管Q1的基极通过一第一电阻R2连接一偏置电压，第二三极管Q1的发射极接地GND，第二三极管Q1的集电极通过一第二电阻R3连接第一三极管Q2的基极。

本实用新型的电源隔离电路，偏置电压通过一分压电路10产生，分压电路10包括输入端和输出端，输入端连接一直流输入电压V1，输出端用以输出分压后的电压作为偏置电压。

本实用新型的电源隔离电路，包括电源模块，用以通过对直流输入电压V1进行电压变换得到模拟电源电压和数字电源电压。

直流输入电压V1可对设备进行正常供电。电源模块可以采用一DC-DC转换芯片。可以采用降压转换芯片或升压转换芯片；一种具体实施例，当直流输入电压V1为12V时，模拟电源电压和数字电源电压分别为1V时，电源模块采用降压转换芯片。

一般来说，嵌入式系统中要实现模拟电源和数字电源的隔离功能，设备内部通常使用多片DC-DC芯片，这样不仅价格昂贵，而且对线路布局也会造成影响，还会占用更大的印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)空间。本实用新型通过三级管工作在饱和区的特点，使用数量较少的分立器件组成功能模块实现电源隔离功能，电路结构简单，极大节省了成本和节省了印制电路板空间。

本实用新型的电源隔离电路，分压电路10可以由若干电阻串联形成，分压电路10优选包括，

第三电阻R1，连接于直流输入电压V1与输出端之间；

稳压管D1，稳压管D1的正极连接输出端，稳压管的负极接地GND。

分压电路10的输入端与直流输入电压V1相连，输出端经第三电阻R1和稳压管D1分压得到后级电路的驱动电压，采用电阻与稳压管组成的分压电路10可以解决单纯由电阻串联构成的分压网络工作不稳定、易于振荡的缺点，能够维持输出端的偏置电压稳定，保证电路稳定工作。

本实用新型的电源隔离电路，数字电源电压VCC1P0可以通过至少一个滤波电容接地GND，以减小电源纹波的影响。

本实用新型的电源隔离电路，多个滤波电容相互并联，滤波电容的两端并联负载。图1中负载采用电阻R4表示。

一种具体实施例，包括两个滤波电容，第一滤波电容C1采用电容值为0.1uF的电容，第二滤波电容C2采用电容值为100uF的电容，第一滤波电容C1与第二滤波电容C2并联后，连接于数字电源电压VCC1P0与接地端GND之间。滤波电容的电容值可根据实际情况进行调整。

本实用新型的电源隔离电路，第二电阻R3的阻值可调节。一种具体实施例，R3的取值为350欧姆。调节第二电阻R3的阻值可以改变第一三极管Q2的集电极的电流，以实现电源隔离及提高驱动电流。

本实用新型创新性的通过三级管工作在饱和区的特点，与现有的设计方法相比，采用了全新的电路拓扑结构，不但输出电压保持不变，而且通过调节第二电阻R3的阻值可以得到不同的驱动电流。

本实用新型的电源隔离电路，第一三极管Q2采用PNP型三极管。第一三极管Q2可以采用型号为ZTX968实现。

第二三极管Q1可以采用NPN型三极管，可以采用型号2N1711。

一种具体实施例的工作过程如下：直流输入电压V1输入12V电压,经过分压电路10后，分压电路10的输出端得到2.2V左右的电压，作为驱动电压，第一电阻R2为第二三极管Q1的基极电阻，由于第二三极管Q1具有电平翻转和增强驱动的作用，第二三极管Q1的集电极应该是低电平，电压大约100mV左右，因此第一三极管Q2工作在饱和状态，集电结和发射结都是正偏，在正常供电情况下，第一三极管Q2的发射极和集电极的电压值都是1V，这样就达到了电压隔离的目的。由于第一三极管Q2工作在饱和状态下，所以输出有一定驱动能力的电流，可以通过调节第二电阻R3的阻值来调节输出电流的大小。如第二电阻R3取350欧姆，则输出电流为300mA左右。在实际应用中，可以估算负载需要的驱动电流值来计算并选择第二电阻R3的阻值。

本实用新型的电源模块也可以采用其他功能模块的电源转换电路等进行供电管理。关于以上述实施例，还应当说明的是，本设计还可以用于隔离其他电压，如3.3V、5V等。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源隔离电路，用于实现嵌入式系统中的模拟电源电压和数字电源电压之间的隔离，其特征在于，

包括第一三极管，所述第一三极管的基极连接一驱动电路，所述第一三极管的发射极连接所述模拟电源电压，所述第一三极管的集电极连接所述数字电源电压；所述第一三极管于所述驱动电路的作用下工作于饱和状态；对所述模拟电源电压和所述数字电源电压实现隔离。

2.根据权利要求1所述的电源隔离电路，其特征在于，所述驱动电路包括第二三极管，所述第二三极管的基极通过一第一电阻连接一偏置电压，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极通过一第二电阻连接所述第一三极管的基极。

3.根据权利要求2所述的电源隔离电路，其特征在于，所述偏置电压通过一分压电路产生，所述分压电路包括输入端和输出端，所述输入端连接一直流输入电压，所述输出端用以输出所述偏置电压。

4.根据权利要求3所述的电源隔离电路，其特征在于，包括电源模块，用以通过对所述直流输入电压进行电压变换得到所述模拟电源电压和所述数字电源电压。

5.根据权利要求3所述的电源隔离电路，其特征在于，所述分压电路包括，

第三电阻，连接于所述直流输入电压与所述输出端之间；

稳压管，所述稳压管的正极连接所述输出端，所述稳压管的负极接地。

6.根据权利要求1所述的电源隔离电路，其特征在于，所述数字电源电压通过至少一个滤波电容接地。

7.根据权利要求6所述的电源隔离电路，其特征在于，多个所述滤波电容相互并联。

8.根据权利要求2所述的电源隔离电路，其特征在于，所述第二电阻为可调电阻。

9.根据权利要求4所述的电源隔离电路，其特征在于，所述电源模块采用一DC-DC电源转换芯片。

10.根据权利要求1所述的电源隔离电路，其特征在于，所述第一三极管采用PNP型三极管。