CN219659699U - 一种线性光耦采样电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了线性光耦采样电路，电路包括前级调理模块和隔离采样模块，前级调理模块与隔离采样模块连接，前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理信号到隔离采样模块进行电压采样；其中，前级调理模块包括高频滤波元件，高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；隔离采样模块包括线性光耦、以及与线性光耦副边输出连接的二极管。本申请通过在前级调理模块中增加将高频信号滤除的二极管和电容的方式，有效减少了回路中高频振荡信号的干扰，从而在后续的隔离采样时，能提高电压的采样精度。

Description

一种线性光耦采样电路

技术领域

本实用新型涉及采样电路领域，尤其涉及一种线性光耦采样电路。

背景技术

隔离采样，是指在针对功率电路及设备使用环境功率拓扑未知的工况下能良好的将功率回路与控制回路隔离开来，进而保证在不受功率回路的高干扰情况下，系统进行精确的控制。

在现有技术中，隔离采样电路大多是通过HCNR201线性光耦进行设计的。然而，采用线性光耦的隔离采样电路应用于高频开关拓扑上时，线性光耦会被高频开关分量干扰，其主要干扰路径是跟功率回路相接的原边，线性光耦被高配开关分量干扰后会严重影响电路整体的采样精度。

因此，亟需提出一种方案以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种线性光耦采样电路，旨在解决现有技术方法中隔离采样电路应用于高频开关拓扑上时，存在的采用精度低的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种线性光耦采样电路，所述电路包括前级调理模块和隔离采样模块，

所述前级调理模块与所述隔离采样模块连接，所述前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理信号到所述隔离采样模块进行电压采样；

其中，所述前级调理模块包括高频滤波元件，所述高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；

所述隔离采样模块包括线性光耦、以及与所述线性光耦副边输出连接的二极管。

本实用新型实施例提供了一种线性光耦采样电路，该电路包括前级调理模块和隔离采样模块，前级调理模块与隔离采样模块连接，前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理信号到隔离采样模块进行电压采样；其中，前级调理模块包括高频滤波元件，高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；隔离采样模块包括线性光耦、以及与线性光耦副边输出连接的二极管。

上述电路中，通过在前级调理模块中增加将高频信号滤除的二极管和电容的方式，有效减少了回路中高频振荡信号的干扰，从而在后续的隔离采样时，能提高电压的采样精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的线性光耦采样电路的示意性框图；

图2为本实用新型实施例提供的前级调理模块电路示意图；

图3为本实用新型实施例提供的隔离采样模块电路示意图。

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做出创造性劳动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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本实用新型实施例提供了一种线性光耦采样电路，图1为本实用新型实施例提供的线性光耦采样电路的示意性框图，如图1所示，该电路包括前级调理模块和隔离采样模块，前级调理模块与隔离采样模块连接，前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理电压信号到隔离采样模块进行电压采样。其中，前级调理模块包括高频滤波元件，高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；隔离采样模块包括线性光耦、以及与线性光耦副边输出连接的二极管。

具体的，请参阅图2及图3，图2为本实用新型实施例提供的前级调理模块电路示意图；图3为本实用新型实施例提供的隔离采样模块电路示意图。

在一实施例中，前级调理模块还包括多个调压电阻，如图2所示，调压电阻R1、R2分别设置于前级调理模块的正输入端V1+、负输入端V1-，其中，与前级调理模块正输入端V1+连接的调压电阻R1与二极管D1的正极连接；调压电阻R5、R6分别设置于差分放大器U1的正、负端，这些调压电阻用于调整输入输出电压的比例，从而将输入的电压信号范围，转成可被控制芯片采样的电压范围。

在一实施例中，与电压信号正输入端V1+连接的二极管D1的正极与正输入端V1+连接，二极管D1负极与差分放大器U1的正极连接。经调压电阻R1、R2调整的电压信号，通过二极管D1、以及与差分放大器U1的正负端并联的电容C3，将电压信号中的高频振荡干扰信号进行滤除，进而减少高频干扰对隔离采样模块中线性光耦的干扰，能提高线性采样的精度。

在一实施例中，前级调理模块还包括限流电阻，如图2所示，限流电阻R7与差分放大器U1的输出端连接，上述高频滤除后的电压信号经限流电阻R7，输出得到差分调理信号V1_1。

通过在前级调理中增加二极管D1和电容C3的方式，将回路中高频振荡干扰的脉动减少了一半。前级调理模块重因增加了二极管导通压降，因此，需要对差分放大器部分的采样系数进行变型，需将二极管的导通压降增加入差分采样系数的计算公式中。

上述通过前级调理模块对输入的电压信号进行了高频滤波处理，得到的差分调理信号V1_1输入到隔离采样模块中。

在一实施例中，隔离采样模块还包括滤波组合，滤波组合分别设置于隔离采样模块的电压输入端和电压输出端，其中，该滤波组合由并联连接的电阻和电容组成。如图3所示，由并联连接的电阻R8和电容C5组成的滤波组合设置于隔离采样模块的电压输入端；由并联连接的电阻R15和电容C9组成的滤波组合设置于隔离采样模块的电压输出端。

输入隔离采样模块的差分调理信号V1_1经过R8、C5滤波组合进行滤波后，将信号送入跟随电路U2，然后经U2输出的电压，通过电容C6进行滤波处理；处理后的信号再通过限流电阻R10进入运算放大器U4中；接着，通过运算放大器U4输出电压信号，该输出信号通过电容C7滤波及电阻R11的限流处理，到达三极管。

在一实施例中，隔离采样模块还包括三极管和分压电阻，如图3所示，分压电阻R12、R13分别与三极管Q1的C端和B端连接，通过分压电阻R12、R13为三极管Q1提供导通电压。三极管Q1的E端与线性光耦U3连接，用于给光耦提供导通电流。在三极管Q1导通之后，触发线性光耦U3导通。

与此同时，输入隔离采样模块的差分调理信号V1_1滤波后，经U2电压跟随后和限流电阻R10限流后，流入线性光耦U3。

在一实施例中，线性光耦U3的副边回路的输出上串联有二极管D2，其中，二极管D2的正极与线性光耦U3连接，负极与电压跟随器U2的负端连接，通过二极管D2可将输入的电压信号中的高频干扰信号进行滤除，从而减少回路振荡。

最后，将经过线性光耦U3的电压信号通过光耦副边送入到运算放大器U5，U5输出信号经R15、C9滤波组合的滤波后，输出V1_ADC信号，并将其送入到控制芯片采样口，由控制芯片完成电压采样。需要说明的是，隔离采样模块中的限流电阻R10的阻值应与和运算放大器U5并联的电阻R14的阻值保持一致，从而确保差分调理信号V1_1的电压与V1_ADC的电压输出比为1。

在本实用新型实施例所提供的线性光耦采样电路中，前级调理模块与隔离采样模块连接，前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理信号到隔离采样模块进行电压采样；其中，前级调理模块包括高频滤波元件，高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；隔离采样模块包括线性光耦、以及与线性光耦副边输出连接的二极管。通过在前级调理模块中增加将高频信号滤除的二极管和电容的方式，有效减少了回路中高频振荡信号的干扰，从而在后续的隔离采样时，能提高电压的采样精度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种线性光耦采样电路，其特征在于，所述电路包括前级调理模块和隔离采样模块，

所述前级调理模块与所述隔离采样模块连接，所述前级调理模块用于滤除电压输入信号中的高频振荡干扰信号，并输出差分调理信号到所述隔离采样模块进行电压采样；

其中，所述前级调理模块包括高频滤波元件，所述高频滤波元件包括与电压信号正输入端连接的二极管，以及与差分放大器并联的电容；

所述隔离采样模块包括线性光耦、以及与所述线性光耦副边输出连接的二极管。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述前级调理模块还包括多个调压电阻，用于调整输入输出电压的比例，将输入的电压信号范围，转成可被控制芯片采样的电压范围；

其中，所述前级调理模块的正、负输入端分别各接入一个调压电阻，所述前级调理模块正输入端的调压电阻与所述二极管正极连接；

所述差分放大器的正、负端分别各接入一个调压电阻。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述前级调理模块还包括限流电阻，

所述限流电阻与差分放大器的输出端连接，输出得到所述差分调理信号。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述与电压信号正输入端连接的二极管的正极与正输入端连接，负极与所述差分放大器的正极连接。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述与线性光耦副边输出连接的二极管的正极与所述线性光耦连接，负极与电压跟随器的负端连接，用于减少高频振荡干扰信号。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述隔离采样模块包括滤波组合，

所述滤波组合分别设置于所述隔离采样模块的电压输入端和电压输出端，其中，所述滤波组合由并联连接的电阻和电容组成。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述隔离采样模块还包括三极管，

所述三极管与所述线性光耦连接，用于给光耦提供导通电流。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述隔离采样模块还包括分压电阻，

所述分压电阻与所述三极管连接，通过所述分压电阻为所述三极管提供导通电压。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，在所述三极管导通之后，触发所述线性光耦导通。