CN211908750U - 一种隔离运算放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隔离运算放大电路，其技术特点是：包括一个隔离变送电路、一个电压转换电路和一个运算放大电路，所述隔离变送电路的两个输入端分别连接输入电源和输入信号，该隔离变送电路的两个输出端分别连接电压转换电路和运算放大电路，隔离变送电路输出的隔离电源通过电压转换电路转换为外设所需的供电电源，隔离变送电路的输出信号通过运算放大电路进行电压转换或信号整形。本实用新型采用隔离变送模块，具有包括信号输入、信号输出、电源输入、隔离电源输出相互隔离的四端隔离特点，能够完全替代传统的线性光耦隔离方案，且产品相比光耦隔离方案具有更好的温漂特性、线性度和精度。

Description

一种隔离运算放大电路

技术领域

本实用新型属于隔离电路技术领域，尤其是一种隔离运算放大电路。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，各种类型装备日趋集成化模块化，各行各业对于电力电子的技术要求越来越高。在进行电路设计时，通常要求给外设提供电源的同时，还要采集外设的电压信号，这就需要采用电源和信号均隔离的运算放大线路。目前常用的方式是使用光耦器件进行隔离，但是，光耦隔离存在温漂特性、线性度和精度较差的缺陷，并且也不能实现电源隔离。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种隔离运算放大电路，能够实现隔离、保护与信号整形的三重功能。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种隔离运算放大电路，包括一个隔离变送电路、一个电压转换电路和一个运算放大电路，所述隔离变送电路的两个输入端分别连接输入电源和输入信号，该隔离变送电路的两个输出端分别连接电压转换电路和运算放大电路，隔离变送电路输出的隔离电源通过电压转换电路转换为外设所需的供电电源，隔离变送电路的输出信号通过运算放大电路进行电压转换或信号整形。

所述隔离变送电路包括一个隔离模块、一个开关二极管和二个保护二极管，所述开关二极管和一个保护二极管连接的信号输入端上，另一个保护二极管连接在隔离模块的信号输出端上。

所述隔离模块为T5555P模块，所述开关二极管为BAV99二极管，所述保护二极管为低电容双层双向ESD保护二极管PESD15VL2BT。

所述电压转换电路由电压转换模块LM78L09AF及其外围电路连接构成。

所述运算放大电路由运算放大器AD8552及其外围电路连接构成。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型采用一个隔离变送模块T5555P，通过其内嵌的高效微功率电源，可以在向内部信号处理电路供电的同时向前级传感器输出一路隔离电源，隔离模块T5555P具有电磁隔离的作用，同时具有包括信号输入、信号输出、电源输入、隔离电源输出相互隔离的四端隔离特点，能够完全替代传统的线性光耦隔离方案，且产品相比光耦隔离方案具有更好的温漂特性、线性度和精度。

2、本实用新型采用开关二极管BAV99和保护二极管PESD15VL2BT对线路进行保护，当后级端子从外界误插入比如电源装置时，开关二极管BAV99能够限幅、保护；保护二极管PESD15VL2BT为抑制瞬态电压抑制器，当电压超过18.8V时，此元器件会被击穿，从而有效的保护后级线路。

3、本实用新型的隔离运算放大电路可以在隔离变送器模块后端接电压转换电路与运算放大电路，且通过改变运算放大电路的电阻值可以改变放大电路的放大倍数。根据实际工程的需要，当外部电路需要供电、电压转换供电、信号整形时自行组合电路,最终实现隔离、保护与信号整形的三重效果。

附图说明

图1是本实用新型的电路方框图；

图2是本实用新型的隔离变送电路连接图；

图3是本实用新型的电压转换电路连接图；

图4是本实用新型的运算放大电路连接图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述。

一种隔离运算放大电路，如图1所示，包括一个隔离变送电路、一个电压转换电路和一个运算放大电路，所述隔离变送电路两个输入端连接接入电源和输入信号，隔离变送电路对接入电源及输入信号进行隔离处理，隔离处理两个输出端分别连接电压转换电路和运算放大电路，隔离变送电路输出的隔离电源通过电压转换电路转换为外设所需的供电电源，同时隔离变送电路将输入信号隔离后通过运算放大电路进行电压转换或信号整形，以达到电压调整和信号整形的目的。

如图2所示，隔离变送电路包括一个隔离模块T5555P、一个开关二极管BAV99、两个保护二极管PESD15VL2BT。隔离模块T5555P具有信号输入(11管脚、12管脚)、信号输出(1管脚、3管脚)、电源输入(23管脚、24管脚)、隔离电源输出(管脚13、14管脚) 相互隔离的四端隔离特点，该T5555P隔离模块24管脚接地，23管脚接12V电源，12管脚接地，11管脚连接保护二极管PESD15VL2BT的1管脚及开关二极管BAV99的3管脚，3 管脚连接保护二极管PESD15VL2BT的2管脚，1管脚接地，开关二极管BAV99的2管脚接电源，1管脚接地，保护二极管PESD15VL2BT的3管脚接地。

隔离变送电路中的隔离模块T5555P采用12V供电，在11管脚连接的开关二极管BAV99 能够在后级端子从外界误插入时起限幅和保护作用，在11管脚连接的保护二极管PESD15VL2BT为瞬态电压抑制器，当电压超过18.8V时，此元器件会被击穿，从而有效的保护后级线路，开关二极管BAV99和保护二极管PESD15VL2BT同时使用在此电路上具有双重保护的效果。

如图3所示，电压转换电路包括电压转换模块LM78L09AF，其中电压转换模块LM78L09AF的3管脚与2管脚(Pout+和Pout-端)与隔离模块T5555P的隔离电源输出端(14 管脚、13管脚)相连接，在3管脚和2管脚之间并联0.33μF/25V电容C4，在1管脚与2管脚间并联0.1μF/25V电容以及二极管，1管脚和2管脚输出转换后的电压。电压转换电路能够将隔离后的12V电压转成9V电压用于给外设供电。在实际运用中，可以选择不同的电压转换模块(D3)以满足不同需求，使线路既有电源隔离作用，同时也通过电压转换给不同供电需求的外设供电。

如图4所示，运算放大电路包括运算放大器AD8552、开关二极管BAV99，隔离模块T5555P的(3管脚)经电阻R3连接运算放大器AD8552的3管脚，运算放大器AD8552的3 管脚还并联开关二极管BAV99的3管脚、10KΩ/1％的接地电阻以及71.5KΩ/1％的电阻；运算放大器AD8552的2管脚串联10KΩ接地电阻；运算放大器AD8552的1管脚串联1KΩ电阻及0.1μF/25V接地电容；运算放大器AD8552的4管脚接地，运算放大器AD8552的8管脚并联5V电源以及0.1μF/25V接地电容，运算放大器AD8552的1管脚和2管脚并联10KΩ电阻，开关二极管BAV99的1管脚接地，开关二极管BAV99的2管脚接电源。通过计算可知输入电压与输出电压的比值为4.075，利用T5555P隔离模块作为前级隔离，在隔离模块的 1、3管脚输出信号端设计运算放大电路，通过改变图4中电阻的阻值，就可得到不同的放大或缩小倍数。

在实际工程应用中，可以通过灵活选择实用新型的三个电路以满足不同的应用需求，实现隔离、保护与信号整形的三重效果。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种隔离运算放大电路，其特征在于：包括一个隔离变送电路、一个电压转换电路和一个运算放大电路，所述隔离变送电路的两个输入端分别连接输入电源和输入信号，该隔离变送电路的两个输出端分别连接电压转换电路和运算放大电路，隔离变送电路输出的隔离电源通过电压转换电路转换为外设所需的供电电源，隔离变送电路的输出信号通过运算放大电路进行电压转换或信号整形。

2.根据权利要求1所述的一种隔离运算放大电路，其特征在于：所述隔离变送电路包括一个隔离模块、一个开关二极管和二个保护二极管，所述开关二极管和一个保护二极管连接的信号输入端上，另一个保护二极管连接在隔离模块的信号输出端上。

3.根据权利要求2所述的一种隔离运算放大电路，其特征在于：所述隔离模块为T5555P模块，所述开关二极管为BAV99二极管，所述保护二极管为低电容双层双向ESD保护二极管PESD15VL2BT。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种隔离运算放大电路，其特征在于：所述电压转换电路由电压转换模块LM78L09AF及其外围电路连接构成。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种隔离运算放大电路，其特征在于：所述运算放大电路由运算放大器AD8552及其外围电路连接构成。

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