CN213693668U - 一种高速耐压的耦合电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速耐压的耦合电路，包括：光耦隔离电路，发光二极管正极与第一电阻R1一侧电连接，第一电阻R1另一侧与第一电源电压电连接，接电源端VCC分别与第二电源电压和电容C1一侧电连接，电容C1另一侧接地，集电极开路输出口Vo与第二电阻R2一侧电连接，第二电阻R2另一侧与第二电源电压电连接，接地端GND接地；驱动电路，基极分别与第三电阻R3一侧和第四电阻R4一侧电连接，第四电阻R4另一侧接地，发射极接地；其中，集电极开路输出口Vo与第三电阻R3另一侧电连接。本实用新型的高速耐压的耦合电路通过光耦隔离电路和驱动电路的配合设置，既保证了高速信号的有效传输，又满足了系统里静态高耐压的要求。

Description

一种高速耐压的耦合电路

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，具体涉及一种高速耐压的耦合电路。

背景技术

在时间服务器中，有些静态输出接点需要很高的耐压值，同时，这些输出信号又需要非常陡峭的上升沿，其与原始信号的延迟要求非常小，在ns量级。用光耦隔离电路很难同时满足这两个条件。

目前在时间服务器的应用中，还存在的问题为：市场上满足高速传输要求的光耦(例如ns量级)，其耐压值一般不超过30V，而满足高耐压(例如220V) 的光耦的传输延迟一般在ms量级，无法满足某些电力应用场景的要求。

基于上述情况，本实用新型提出了一种高速耐压的耦合电路，可有效解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速耐压的耦合电路。本实用新型的高速耐压的耦合电路结构简单，通过光耦隔离电路和驱动电路的配合设置，满足了电力应用场景中需要兼顾高耐压和高速的要求；既保证了高速信号的有效传输，又满足了系统里静态高耐压的要求。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种高速耐压的耦合电路，包括：

光耦隔离电路，包括高速光耦U27、第一电阻R1、第二电阻R2、电容C1、第一电源电压和第二电源电压；

所述高速光耦U27包括发光二极管正极、发光二极管负极、接电源端VCC、使能控制口Ve、集电极开路输出口Vo和接地端GND；所述发光二极管正极与第一电阻R1一侧电连接，所述第一电阻R1另一侧与第一电源电压电连接，所述接电源端VCC分别与第二电源电压和电容C1一侧电连接，所述电容C1另一侧接地，所述集电极开路输出口Vo与第二电阻R2一侧电连接，所述第二电阻 R2另一侧与第二电源电压电连接，所述接地端GND接地；

驱动电路，包括耐压三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4；所述耐压三极管Q3包括基极、集电极和发射极，所述基极分别与第三电阻R3一侧和第四电阻R4一侧电连接，所述第四电阻R4另一侧接地，所述发射极接地；

其中，所述集电极开路输出口Vo与第三电阻R3另一侧电连接。

本实用新型的目的在于提供一种高速耐压的耦合电路。本实用新型的高速耐压的耦合电路结构简单，通过光耦隔离电路和驱动电路的配合设置，满足了电力应用场景中需要兼顾高耐压和高速的要求；既保证了高速信号的有效传输，又满足了系统里静态高耐压的要求。

优选的，所述高速光耦U27为型号6N137的光耦。

优选的，所述耐压三极管Q3为型号MMBTA42的三极管。

优选的，所述电容C1的电容值为100nF。

优选的，所述第一电阻R1的阻值为220Ω，第二电阻R2的阻值为470Ω，第三电阻R3的阻值为2KΩ，第四电阻R4的阻值为20KΩ。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型的高速耐压的耦合电路结构简单，通过光耦隔离电路和驱动电路的配合设置，满足了电力应用场景中需要兼顾高耐压和高速的要求；既保证了高速信号的有效传输，又满足了系统里静态高耐压的要求。

1.通过高速光耦和耐压三极管的配合设置，可同时满足电力应用系统对高速和耐压的要求；

2.耐压三极管的VCEO耐压可达300V，且高速光耦的延时为20ns以内。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型中所述高速光耦和耐压三极管等技术特征(本实用新型的组成单元/元件)，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供了一种高速耐压的耦合电路，包括：

光耦隔离电路1，包括高速光耦U2711、第一电阻R112、第二电阻R213、电容C114、第一电源电压15和第二电源电压16；

所述高速光耦U2711包括发光二极管正极111、发光二极管负极112、接电源端VCC113、使能控制口Ve 114、集电极开路输出口Vo 115和接地端GND 116；所述发光二极管正极111与第一电阻R112一侧电连接，所述第一电阻 R112另一侧与第一电源电压15电连接，所述接电源端VCC 113分别与第二电源电压16和电容C114一侧电连接，所述电容C114另一侧接地，所述集电极开路输出口Vo 115与第二电阻R213一侧电连接，所述第二电阻R213另一侧与第二电源电压16电连接，所述接地端GND 116接地；发光二极管负极112 接入高速输入信号，

驱动电路2，包括耐压三极管Q321、第三电阻R322、第四电阻R423；所述耐压三极管Q321包括基极211、集电极212和发射极213，所述基极211 分别与第三电阻R322一侧和第四电阻R423一侧电连接，所述第四电阻R423 另一侧接地，所述发射极213接地；

其中，所述集电极开路输出口Vo 115与第三电阻R322另一侧电连接。

高速光耦U27的输出侧与晶体三级管Q3的基级连接，Q3的发射极连接到低电平，Q3的集电极作为输出信号传递给下级系统。当高速输入信号为1时二极管不导通，高速光耦输出侧不导通，输出为高电平，驱动后级三极管MMBTA42 导通，三极管输出为饱和Vce(sat)电压0.3V左右，判为逻辑0信号，将1信号变为0信号传递给下级；当高速输入信号为0时，光耦输入侧二极管导通，驱动高速光耦U27输出侧输出为低电平，无法驱动三极管Q3导通，三级管Q3 输出维持为高电平，即将0信号变为1传递到后级系统，此时该信号耐压可达到MMBTA42的VCEO300V。

实施例2：

如图1所示，本实用新型提供了一种高速耐压的耦合电路，包括：

光耦隔离电路1，包括高速光耦U2711、第一电阻R112、第二电阻R213、电容C114、第一电源电压15和第二电源电压16；

所述高速光耦U2711包括发光二极管正极111、发光二极管负极112、接电源端VCC113、使能控制口Ve 114、集电极开路输出口Vo 115和接地端GND 116；所述发光二极管正极111与第一电阻R112一侧电连接，所述第一电阻 R112另一侧与第一电源电压15电连接，所述接电源端VCC 113分别与第二电源电压16和电容C114一侧电连接，所述电容C114另一侧接地，所述集电极开路输出口Vo 115与第二电阻R213一侧电连接，所述第二电阻R213另一侧与第二电源电压16电连接，所述接地端GND 116接地；发光二极管负极112 接入高速输入信号。

驱动电路2，包括耐压三极管Q321、第三电阻R322、第四电阻R423；所述耐压三极管Q321包括基极211、集电极212和发射极213，所述基极211 分别与第三电阻R322一侧和第四电阻R423一侧电连接，所述第四电阻R423 另一侧接地，所述发射极213接地；

其中，所述集电极开路输出口Vo 115与第三电阻R322另一侧电连接。

高速光耦U2711的输出侧与耐压三级管Q321的基级连接，耐压三级管Q3 21的发射极213连接到低电平，耐压三级管Q321的集电极212作为输出信号传递给下级系统。当高速输入信号为1时二极管不导通，高速光耦U2711输出侧不导通，输出为高电平，驱动后级耐压三级管Q321导通，耐压三级管Q321 输出为饱和Vce(sat)电压0.3V左右，判为逻辑0信号，将1信号变为0信号传递给下级；当高速输入信号为0时，高速光耦U2711输入侧二极管导通，驱动高速光耦U2711输出侧输出为低电平，无法驱动耐压三级管Q321导通，耐压三级管Q321输出维持为高电平，即将0信号变为1传递到后级系统，此时该信号耐压可达到MMBTA42的VCEO300V。

进一步地，在另一个实施例中，所述高速光耦U2711为型号6N137的光耦。

进一步地，在另一个实施例中，所述耐压三极管Q321为型号MMBTA42 的三极管。

进一步地，在另一个实施例中，所述电容C114的电容值为100nF。

进一步地，在另一个实施例中，所述第一电阻R112的阻值为220Ω，第二电阻R213的阻值为470Ω，第三电阻R322的阻值为2KΩ，第四电阻R423 的阻值为20KΩ。

本实用新型一个实施例的工作原理如下：

一种高速耐压的耦合电路，高速光耦U2711的输出侧与耐压三级管Q321 的基级连接，耐压三级管Q321的发射极213连接到低电平，耐压三级管Q321 的集电极212作为输出信号传递给下级系统。当高速输入信号为1时二极管不导通，高速光耦U2711输出侧不导通，输出为高电平，驱动后级耐压三级管 Q321导通，耐压三级管Q321输出为饱和Vce(sat)电压0.3V左右，判为逻辑0信号，将1信号变为0信号传递给下级；当高速输入信号为0时，高速光耦U2711输入侧二极管导通，驱动高速光耦U2711输出侧输出为低电平，无法驱动耐压三级管Q321导通，耐压三级管Q321输出维持为高电平，即将0 信号变为1传递到后级系统，此时该信号耐压可达到MMBTA42的VCEO300V。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的高速耐压的耦合电路，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高速耐压的耦合电路，其特征在于，包括：

光耦隔离电路(1)，包括高速光耦U27(11)、第一电阻R1(12)、第二电阻R2(13)、电容C1(14)、第一电源电压(15)和第二电源电压(16)；

所述高速光耦U27(11)包括发光二极管正极(111)、发光二极管负极(112)、接电源端VCC(113)、使能控制口Ve(114)、集电极开路输出口Vo(115)和接地端GND(116)；所述发光二极管正极(111)与第一电阻R1(12)一侧电连接，所述第一电阻R1(12)另一侧与第一电源电压(15)电连接，所述接电源端VCC(113)分别与第二电源电压(16)和电容C1(14)一侧电连接，所述电容C1(14)另一侧接地，所述集电极开路输出口Vo(115)与第二电阻R2(13)一侧电连接，所述第二电阻R2(13)另一侧与第二电源电压(16)电连接，所述接地端GND(116)接地；

驱动电路(2)，包括耐压三极管Q3(21)、第三电阻R3(22)、第四电阻R4(23)；所述耐压三极管Q3(21)包括基极(211)、集电极(212)和发射极(213)，所述基极(211)分别与第三电阻R3(22)一侧和第四电阻R4(23)一侧电连接，所述第四电阻R4(23)另一侧接地，所述发射极(213)接地；

其中，所述集电极开路输出口Vo(115)与第三电阻R3(22)另一侧电连接。

2.根据权利要求1所述的高速耐压的耦合电路，其特征在于：所述高速光耦U27(11)为型号6N137的光耦。

3.根据权利要求1所述的高速耐压的耦合电路，其特征在于：所述耐压三极管Q3(21)为型号MMBTA42的三极管。

4.根据权利要求1所述的高速耐压的耦合电路，其特征在于：所述电容C1(14)的电容值为100nF。

5.根据权利要求1所述的高速耐压的耦合电路，其特征在于：所述第一电阻R1(12)的阻值为220Ω，第二电阻R2(13)的阻值为470Ω，第三电阻R3(22)的阻值为2KΩ，第四电阻R4(23)的阻值为20KΩ。

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