信号的隔离传输方法及信号的隔离传输电路技术

检测方法、信号的隔离传输方法及检测电路、信号的隔离传输电路。本发明专利技术提供一种检测方法，包括如下步骤：通过晶体管Q1的发射极接收调制为窄脉冲的电压尖峰，当所述电压尖峰与第一电源地GND之电压差超过晶体管Q1的开启电压，则晶体管Q1导通，形成检测电路中电容C的泄放回路，使电容C泄放电荷，则施密特触发器的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC，检测电路的输出信号由供电电压VCC翻转至第一电源地GND；当所述电压尖峰消失时，晶体管Q1关断，形成检测电路中电容C的充电回路，使供电电压VCC通过电阻R给电容C充电，则施密特触发器的输出由供电电压VCC翻转至第一电源地GND，检测电路的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC。与现有技术相比，本发明专利技术可极大地提升数据传输速率，并可在满足高隔离电压的前提下大大减小产品的尺寸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源变换器，特别涉及一种适用于反激变换器的输出反馈信号的检测方法、信号的隔离传输方法及检测电路、信号的隔离传输电路。
技术介绍
在大多数基于反激变换器拓扑结构的电源系统中，通常采用光耦进行输出电压反馈信号的隔离传输。光耦传输的是连续的反馈信号，在正常工作时需消耗一定的静态偏置电流，故其功耗较大，而且数据传输速率低于1Mbps。虽然存在更高效率和更高速度的光耦，但其成本也更高。有些电源系统采用变压器替代光耦进行输出电压反馈信号的隔离传输，但变压器不能直接传输连续的反馈信号，需将反馈信号转换为具有一定频率的方波信号。对确定尺寸的变压器，传输的方波信号脉宽有一定限制。若传输超过限定脉宽的方波信号，变压器传输信号一侧线圈中的电流过大而导致变压器的磁芯饱和，使变压器传输信号一侧等效电感降低，进一步增大流过线圈的电流，形成正反馈，最终会导致变压器的驱动电路烧毁。因此，为传输脉宽较宽的方波信号，需增大变压器的等效电感量，即增大变压器尺寸。为了将脉宽较宽的方波通过变压器进行传输，同时减小变压器的尺寸，可以将传输的方波信号上升沿或下降沿调制为与其对应的窄脉冲信号后再进行传输，然后在变压器另外一侧将接收到的窄脉冲信号还原为方波信号，这样可以大幅度降低变压器尺寸。由于变压器两侧电路使用电源电压不一致，变压器另外一侧接收到的窄脉冲信号不能直接采用还原电路还原为方波，必须将接收到的窄脉冲信号通过检测电路进行处理后再进行还原。—般检测电路如图1所示，包括窄脉冲输入引脚、第一快速比较器、第一施密特触发器、第一反相器、检测信号输出引脚、供电电压VCC、第一电源地GND。所述的第一1决速比较器同相端连接至窄脉冲输入引脚，第一快速比较器反相端连接至第一电源地GND，第一快速比较器的输出端连接至第一施密特触发器的输入端；第一施密特触发器的输出端连接至第一反相器的输入端；第一反相器的输出端连接至检测信号输出引脚；第一1决速比较器、第一施密特触发器、第一反相器均由供电电压VCC、第一电源地GND供电。将所述检测电路应用于信号隔离传输电路中，如图2所示:包括方波信号输入引脚、窄脉冲调制电路、驱动电路、变压器、检测电路、供电电压VCC、第一电源地GND、第二电源地VSS、检测信号输出引脚。所述的窄脉冲调制电路将方波信号输入引脚输入的方波信号上升沿调制为10ns?200ns的窄脉冲信号后输入驱动电路；所述的驱动电路将输入的10ns?200ns窄脉冲信号放大为具备30mA?40mA电流驱动能力的10ns?200ns窄脉冲驱动信号；所述的检测电路将检测到的电压信号转换为第一电源地GND持续时间10ns?200ns的脉宽信号。所述的窄脉冲调制电路的输入为方波信号输入引脚，窄脉冲调制电路的输出连接至驱动电路的输入。所述的驱动电路的输出连接至变压器一侧的线圈一端，线圈另一端连接至第二电源地VSS。所述的检测电路的窄脉冲输入引脚连接至变压器另一侧的线圈一端，线圈另一端连接至第一电源地GND。其工作原理为:窄脉冲调制电路将方波信号输入引脚输入的方波上升沿调制为10ns?200ns窄脉冲信号，驱动电路将输入的10ns?200ns窄脉冲信号放大为具备30mA?40mA电流驱动能力的10ns?200ns窄脉冲驱动信号，变压器将10ns?200ns窄脉冲驱动信号传输至变压器另一侧，检测电路的窄脉冲信号输入引脚的电压高于第一电源地GND，第一1决速比较器的输出电压为供电电压VCC，第一施密特触发器的输出第一电源地GND，第一反相器的输出为供电电压VCC。第一反相器的输出供电电压VCC的时间即为窄脉冲的脉宽时间。由于第一快速比较器存在固有的10ns以上传输延迟，故窄脉冲的宽度需持续10ns以上，检测电路才能正常检测窄脉冲。在窄脉冲传输完毕后，还需对变压器磁芯进行消磁，避免变压器在传输多个窄脉冲后磁芯饱和。消磁时间大于等于变压器传输的窄脉冲时间，额外增加的消磁时间降低了变压器的数据传输速率，窄脉冲的传输周期需在20ns以上，故变压器的传输速率低于50Mbps。此外，变压器在传输窄脉冲时对磁芯的激磁与窄脉冲传输完毕后对磁芯的消磁均需消耗能量，且变压器传输频率越高，损耗功率越大。为将信号隔离传输的速率提升至50Mbps以上，需要采用传输速率更快的方案。一种方案为在印制电路板上绘制满足一定隔离电压的两根导线，形成空芯变压器，无需使用磁芯，仅利用导线之间的互感进行信号的隔离传输，这就要求检测电路必须具备更高的响应速度。这种方案在满足一定隔离电压的情况下可大大减小产品尺寸；由于没有磁芯，不存在变压器对磁芯的激磁与消磁，降低传输功耗的同时提升数据传输速率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供一种检测方法，该检测方法使固有传输延迟低于3ns，具备快速响应的特性，在利用空芯变压器进行信号隔离传输的方案中，能快速完成窄脉冲信号的检测，大幅度提升数据传输速率，降低信号的传输功耗。在满足一定隔离电压的情况下可大大减小产品尺寸。针对反馈信号的隔离传输，在检测方法问题解决后，还需解决的技术问题是，提供能够更快速地传输信号的隔离传输方法。与此相应，本专利技术另一个要解决的技术问题是:提供一种检测电路，该检测电路的固有传输延迟低于3ns，具备快速响应的特性，在利用空芯变压器进行信号隔离传输的方案中快速完成窄脉冲信号的检测，大幅度提升数据传输速率，降低信号的传输功耗，在满足一定隔离电压的情况下可大大减小产品尺寸。本专利技术再一个要解决的技术问题是，提供能够更快速地传输信号的隔离传输电路。为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术措施来实现:就方法而言，本专利技术提供一种检测方法，应用于反激变换器的输出反馈信号的隔离传输，包括如下步骤:通过晶体管Q1的发射极接收调制为窄脉冲的电压尖峰，当所述电压尖峰与第一电源地GND之电压差超过晶体管Q1的开启电压，则晶体管Q1导通，形成检测电路中电容C的泄放回路，使电容C泄放电荷，则施密特触发器的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC，检测电路的输出信号由供电电压VCC翻转至第一电源地GND ;当所述电压尖峰消失时，晶体管Q1关断，形成检测电路中电容C的充电回路，使供电电压VCC通过电阻R给电容C充电，则施密特触发器的输出由供电电压VCC翻转至第一电源地GND，检测电路的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC。 优选的，所述检测电路翻转至第一电源地GND的持续时间，为供电电压VCC通过电阻R给电容C充电达到施密特触发器的翻转阈值所需的时间。优选的，所述接收调制为窄脉冲的电压尖峰，是通过M0S管的源极来接收。就方法而言，本专利技术还提供包含上述检测方法的信号的隔离传输方法，以应用于反激变换器的输出反馈信号的隔离传输，所述信号的隔离传输方法，在检测方法步骤之前，还包括如下步骤:信号调制步骤，将方波信号上升沿调制为小于10ns的窄脉冲信号，并将窄脉冲信号输出给驱动电路；驱动步骤，接收窄脉冲信号，并将窄脉冲信号放大为具备60mA?80mA电流驱动能力的小于10ns的窄脉冲驱动信号输出给隔离传输电路；隔离传输步骤，通过互感的第一导线段和第二导线段，经第一导线段接收驱动电路输出的窄脉冲驱动信号，并将窄脉冲驱动信号发送给第二导线段；再经第二导线段感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测方法，应用于反激变换器的输出反馈信号的隔离传输，包括如下步骤：通过晶体管Q1的发射极接收调制为窄脉冲的电压尖峰，晶体管Q1导通，形成检测电路中电容C的泄放回路，使电容C泄放电荷，则施密特触发器的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC，检测电路的输出信号由供电电压VCC翻转至第一电源地GND；当所述电压尖峰消失时，晶体管Q1关断，形成检测电路中电容C的充电回路，使供电电压VCC通过电阻R给电容C充电，则施密特触发器的输出由供电电压VCC翻转至第一电源地GND，检测电路的输出信号由第一电源地GND翻转至供电电压VCC。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华，唐盛斌，曾正球，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44