CN206977394U - 一种高压高速隔离输出电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压高速隔离输出电路，包括相连的隔离级电路和输出级电路；所述输出级电路包括功率MOS场效应管；隔离级电路包括高隔离电压电源模块、高速高隔离电压光耦器件；系统电源通过高隔离电压电源模块形成隔离电源用于高速高隔离电压光耦器件，同时信号通过高速高隔离电压光耦器件隔离后输出到功率MOS场效应管，功率MOS场效应管通过信号传输线与接收端设备信号连接。采用光耦器件和高压高速功率MOS场效应管组合型式的输出电路，既满足光电隔离要求又保证在施加高电压情况下也能高速传输开关脉冲信号和数据编码信号，解决了该种信号传输高压和高速相互矛盾和制约的难题，且成本极其低廉具有一定的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种涉及高压高速隔离输出电路，属于电子电路技术领域。
背景技术
电力系统自动化设备（如继电保护装置、时间同步装置等）之间常用到光耦隔离输出电路来进行光电隔离和传输开关脉冲信号和数据编码信号，这些信号在线路上是无源传输的，即所谓空结点信号，而在接收端则需根据装置的特性要求施加相应的电压（通常为+5V、+24V直至+220V等）才能接收这些信号。实际应用中随着电压的增高，发现接收端的信号产生了越来越大的延滞，这样在有高精度应用要求的场合如时间同步装置中的授时脉冲和B码授时信号，其传输就远远不能满足指标要求。
现有技术一般多采用高极间耐压输出光耦器件，在先满足高极间耐压的条件下选用尽量高速的器件，这类器件不但价格高昂且受外部施加电压范围变动影响很大，即外部施加电压增加，负载电阻就要相应的增大（限流要求），而传输脉冲类信号在接收端是靠信号的上升（或下降）沿达到所谓门槛值实现，而达到门槛值所经历的时间即时间常数是和电阻值及电容值成正比的，从上述可看出，外施加电压的增大严重滞后了信号，一般可达几十us至ms级。这在时间同步授时领域是绝对不能忍受的，同步授时信号都是1us级的精度要求。由于这一难题一直没有很好和有效地解决，时间同步授时标准对这一项指标也作了适当的放宽。
实用新型内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高压高速隔离输出电路，以解决信号传输中高压和高速相互矛盾和制约的难题。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种高压高速隔离输出电路，其特征在于：包括相连的隔离级电路和输出级电路；所述输出级电路包括功率MOS场效应管；
所述隔离级电路包括高隔离电压电源模块、高速高隔离电压光耦器件；
系统电源通过高隔离电压电源模块形成隔离电源用于高速高隔离电压光耦器件，同时信号通过高速高隔离电压光耦器件隔离后输出到功率MOS场效应管，功率MOS场效应管通过信号传输线与接收端设备信号连接。
作为优选方案，所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高隔离电压电源模块的隔离电压不小于1500V。
作为优选方案，所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高隔离电压电源模块为DC-DC电源模块。所述高隔离电压电源模块为具有高隔离电压（或满足具体隔离电压要求的）特性以及满足电力系统其他指标要求的DC-DC电源模块。
作为优选方案，所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高速高隔离电压光耦器件的隔离电压不小于1500V。所述高速高隔离电压光耦器件为具有高隔离电压（或满足具体隔离电压要求的）特性以及满足电力系统其他指标要求、同时能高速传输各种脉冲信号的光耦器件；此种器件一般次级输出极间耐压较低，但传输速率高且极为普及、价格低廉。
作为优选方案，所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述功率MOS场效应管的输出极间耐压不小于500V。
作为优选方案，所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述功率MOS场效应管的导通电阻典型值为1.2Ω、极间电容典型值为90pf。所述功率MOS场效应管的传输速率为ns级。高速高耐压功率MOS场效应管为具有输出极间耐压高达500V或更高、低导通电阻和极间电容、传输速率为ns级的器件。
有益效果：本实用新型提供的一种高压高速隔离输出电路，采用光耦器件和高压高速功率MOS场效应管组合型式的输出电路，既满足光电隔离要求又保证在施加高电压情况下也能高速传输开关脉冲信号和数据编码信号，解决了该种信号传输高压和高速相互矛盾和制约的难题，且成本极其低廉具有一定的实用性。该电路隔离级采用高速低极间耐压输出光耦器件，这类器件输出极间耐压较低，故只要保证外部施加电压不高且小的负载电阻，其高速就能保证，这类器件又极为普及、价格低廉；然后增加一高速高耐压功率MOS场效应管作为输出级，它们受电压范围变动影响小，只要按限流要求选取合适的负载电阻即可。用此技术组成的“时间同步装置”经送权威机构对高电压（220V）传输空结点授时信号检测，验证达到且优于技术标准指标要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，一种高压高速隔离输出电路，包括相连的隔离级电路和输出级电路；所述输出级电路包括功率MOS场效应管；
所述隔离级电路包括高隔离电压电源模块、高速高隔离电压光耦器件；
系统电源通过高隔离电压电源模块形成隔离电源用于高速高隔离电压光耦器件，同时信号通过高速高隔离电压光耦器件隔离后输出到功率MOS场效应管，功率MOS场效应管通过信号传输线与接收端设备信号连接。
所述高隔离电压电源模块为具有高隔离电压（或满足具体隔离电压要求的）特性以及满足电力系统其他指标要求的DC-DC电源模块；
所述高速高隔离电压光耦器件为具有高隔离电压（或满足具体隔离电压要求的）特性以及满足电力系统其他指标要求、同时能高速传输各种脉冲信号的光耦器件；（注：此种器件一般次级输出极间耐压较低，但传输速率高且极为普及、价格低廉）；
高速高耐压功率MOS场效应管为具有输出极间耐压高达500V或更高、低导通电阻和极间电容、传输速率为ns级的器件。
本实用新型提供的高压高速隔离输出电路，与现有技术相比，具有以下优点：现有技术一般多采用高极间耐压输出光耦器件，在先满足高极间耐压的条件下选用尽量高速的器件，这类器件不但价格高昂且受外部施加电压范围变动影响很大，即外部施加电压增加，负载电阻就要相应的增大（限流要求），而传输脉冲类信号在接收端是靠信号的上升（或下降）沿达到所谓门槛值实现，而达到门槛值所经历的时间即时间常数是和电阻值及电容值成正比的，从上述可看出，外施加电压的增大严重滞后了信号，一般可达几十us至ms级。这在时间同步授时领域是绝对不能忍受的，同步授时信号都是1us级的精度要求。由于这一难题一直没有很好和有效地解决，时间同步授时标准对这一项指标也作了适当的放宽。
该电路隔离级采用高速低极间耐压输出光耦器件，这类器件输出极间耐压较低，故只要保证外部施加电压不高且小的负载电阻，其高速就能保证，这类器件又极为普及、价格低廉；然后增加一高速高耐压功率MOS场效应管作为输出级，它们受电压范围变动影响小，只要按限流要求选取合适的负载电阻即可。用此技术组成的“时间同步装置”经送权威机构对高电压（220V）传输空结点授时信号检测，验证达到且优于技术标准指标要求。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种高压高速隔离输出电路，其特征在于：包括相连的隔离级电路和输出级电路；所述输出级电路包括功率MOS场效应管；
所述隔离级电路包括高隔离电压电源模块、高速高隔离电压光耦器件；
系统电源通过高隔离电压电源模块形成隔离电源用于高速高隔离电压光耦器件，同时信号通过高速高隔离电压光耦器件隔离后输出到功率MOS场效应管，功率MOS场效应管通过信号传输线与接收端设备信号连接。
2.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高隔离电压电源模块的隔离电压不小于1500V。
3.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高隔离电压电源模块为DC-DC电源模块。
4.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述高速高隔离电压光耦器件的隔离电压不小于1500V。
5.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述功率MOS场效应管的输出极间耐压不小于500V。
6.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述功率MOS场效应管的导通电阻典型值为1.2Ω、极间电容典型值为90pf。
7.根据权利要求1所述的高压高速隔离输出电路，其特征在于：所述功率MOS场效应管的传输速率为ns级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720727525.4U CN206977394U (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 一种高压高速隔离输出电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720727525.4U CN206977394U (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 一种高压高速隔离输出电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206977394U true CN206977394U (zh) | 2018-02-06 |
Family
ID=61408664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720727525.4U Active CN206977394U (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 一种高压高速隔离输出电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN206977394U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110944479A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 武汉恩达通科技有限公司 | 一种具有多级电隔离的高速网络器件 |
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2017
- 2017-06-20 CN CN201720727525.4U patent/CN206977394U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110944479A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 武汉恩达通科技有限公司 | 一种具有多级电隔离的高速网络器件 |
| CN110944479B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-11-30 | 武汉恩达通科技有限公司 | 一种具有多级电隔离的高速网络器件 |
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