一种用于RS422总线的脉冲输出电路制造技术

本发明专利技术公开一种用于RS422总线的脉冲输出电路，该电路包括隔离变压电路，隔离变压电路包括隔离变压器和与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容CC；该装置还包括与隔离变压器初级线圈串联的驱动隔离电路和与隔离变压器次级线圈串联脉冲信号输出端口。本发明专利技术所述技术方案，通过采用6N13X光耦作为驱动隔离电路实现一级驱动隔离，采用隔离变压器方式实现二级隔离，并且采用6N13X光耦串联隔离变压器，保证了信号的传输速率，增加信号传输系统的安全性，保证了信号的有效性和可靠行，通过模块级联确保主控芯片安全，不会因为功率部分故障影响控制部分性能。解决以往RS422总线的脉冲单隔离电路导致电路损坏的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路。更具体地，涉及一种用于RS422总线的脉冲输出电路。
技术介绍
在自动化测试系统中，RS422总线是重要的弹地通讯串行总线，弹地通讯为导弹和地面设备通讯。目前，RS422总线的脉冲隔离电路采用单隔离电路，当大电流涌入时，可能会造成芯片级的损坏，给自动测试设备带来严重的损失。因此，需要提供一种用于RS422总线的脉冲输出电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于RS422总线的脉冲输出电路。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，该电路包括隔离变压电路，所述隔离变压电路包括隔离变压器和与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容CC；该装置还包括与所述隔离变压器初级线圈串联的驱动隔离电路和与所述隔离变压器次级线圈串联脉冲信号输出端口。优选地，驱动隔离电路采用6N13X型光耦。优选地，与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容取值0.5uF，耦合电容电压的稳态值是：VC＝D·VDRV公式中，D为占空比，VDRV为谐振回路的电压值。优选地，隔离变压电路还包括与耦合电容CC串联的电阻RC，所述电阻RC的阻值由谐振回路的特性阻抗决定，计算公式如下：RC≥2·LMCC]]>公式中，LM为谐振回路的总电感。优选地，隔离变压电路还包括与隔离变压器次级线圈并联的电阻RGS。优选地，隔离变压电路中耦合电容CC电压的调节速度τ可由下面的公式估算出：τ=2·π·fDRV·LM·RGS·CC2·π·fDRV·LM+RGS]]>公式中，fDRV为谐振频率，LM为谐振回路的总电感。优选地，隔离变压电路中的隔离变压器为栅极驱动变压器，所述栅极驱动变压器内部耦合电容CC2和栅极驱动变压器的初级线圈的内部耦合电容CC1的计算公式分别为：CC2=QGΔVC2+(VDRV-VDC2,FW)·DMAXΔVC2·RGS·fDRV]]>CC1=QGΔVC1+(VDRV-VDC2,FW)·DΔVC1·RGS·fDRV+VDVR·(D2-D3)ΔVC1·4·LM·fDRV2]]>公式中，QG为主MOSFET的栅极带电量，ΔVC2为内部耦合电容CC2的电压波动量，ΔVC1为内部耦合电容CC1的电压波动量，VDRV为谐振回路的电压值，VDC2,FW为内部耦合电容CC2两端对地的电压值，D为占空比，DMAX为最大占空比，fDRV为谐振频率，LM为谐振回路的总电感。优选地，隔离变压电路中栅极驱动变压器的初级线圈的匝数NP的计算公式为：NP=VTR·tΔB·Ae]]>公式中，VTR是通过初级线圈的电压，t是指脉冲的持续时间，ΔB是指t时间内峰峰值的变化，Ae是指选出的磁芯的等效横截面。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案，通过采用6N13X光耦实现一级驱动隔离，采用隔离变压器方式二次隔离，并且采用6N13X光耦串联隔离变压器，保证了信号的传输速率，增加信号传输系统的安全性，保证了信号的有效性和可靠行，通过模块级联确保主控芯片安全，不会因为功率部分故障影响控制部分性能。解决以往RS422总线的脉冲单隔离电路导致电路损坏的问题。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出用于RS422总线的脉冲输出电路示意图。图2示出6N13X型光耦内部结构示意图。图3示出6N13X型光耦的典型应用电路示意图。图4示出隔离变压器基本电路示意图。图5示出磁化电路电流成分示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本实施例提供的用于RS422总线的脉冲输出电路，包括：内部光耦和隔离变压器。采用光耦隔离控制信号与脉冲变压器级联方式控制内部光耦中的光敏三极管导通，实现负脉冲信号输出用于驱动外部光耦；其中内部光耦部分：如图2所示，内部光耦采用6N13x系列光耦，其最大输入电流，低电平时250uA，最大输入电流，高电平时15mA，最大允许低电平电压(输出高)：0.8v，最大允许高电平电压：Vcc，最大电源电压、输出：5.5V，扇出(TTL负载)：8个(最多)，工作温度范围：-40℃to+85℃。如图3所示，光耦隔离器6N13X，输入端属于模块I，输出端可以得到反相或同相逻辑传输，其中RF为限流电阻。发光二极管正向电流0-250μA，光敏管不导通；发光二极管正向压降1.2-1.7V(典型1.4V)，正向电流6.3-15mA，光敏管导通。本实施例采用TTL电平输入，Vcc1为5V时，电阻RF可选500Ω左右。如果不加限流电阻或阻值很小，6N13X仍能工作，但发光二极管导通电流很大对Vcc1有较大冲击，尤其是数字波形较陡时，上升、下降沿的频谱很宽，会造成相当大的尖峰脉冲噪声，而通常印刷电路板的分布电感会使地线吸收不了这种噪声，其峰-峰值可达100mV以上，足以使模拟电路产生自激。所以在可能的情况下，电阻RF值应尽量取大。输出端由模块II供电，Vcc2＝4.5～5.5V。在Vcc2(脚8)和地(脚5)之间必须接一个0.1μF高频特性良好的电容，如瓷介质或钽电容，而且应尽量放在脚5和脚8附近(不要超过1cm)。这个电容可以吸收电源线上的纹波，又可以减小光电隔离器接受端开关工作时对电源的冲击。脚7是使能端，当
它在0-0.8V时强制输出为高(开路)；当它在2.0V-Vcc2时允许接收端工作。脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上。一般可选4.7kΩ，若后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47kΩ或15kΩ也行。CL是输出负载的等效电容，它和RL影响器件的响应时间，当RL＝350Ω，CL＝15pF时，响应延迟为25-75ns。隔离变压器部分：驱动电路和单一输出脉宽调制PWM控制器相互协调构成主MOSFET源极，共同驱动高边开关，如图4所示就是一个基本的电路，主MOSFET源极输入端与内部光耦6N13X的输出端V0连接。耦合电容CC和栅极驱动变压器的初级线圈串联来为磁化的磁芯提供复位电压。如果没有这个电容，就会有一个取决于通过线圈的直流电压的占空比，变压器也会变得饱和。耦合电容CC的直流电压像交流耦合直接驱动中展示的那样生成，耦合电容CC电压的稳态值是：VC＝D·VD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，该电路包括隔离变压电路，所述隔离变压电路包括隔离变压器和与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容CC；该装置还包括与所述隔离变压器初级线圈串联的驱动隔离电路和与所述隔离变压器次级线圈串联脉冲信号输出端口。

【技术特征摘要】
1.一种用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，该电路包括隔离变压电路，所述隔离变压电路包括隔离变压器和与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容CC；该装置还包括与所述隔离变压器初级线圈串联的驱动隔离电路和与所述隔离变压器次级线圈串联脉冲信号输出端口。2.根据权利要求1所述的用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，所述驱动隔离电路采用6N13X型光耦。3.根据权利要求1所述的用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，所述与隔离变压器初级线圈串联的耦合电容取值0.5uF，耦合电容电压的稳态值是：VC＝D·VDRV公式中，D为占空比，VDRV为谐振回路的电压值。4.根据权利要求1所述的用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，所述隔离变压电路还包括与耦合电容CC串联的电阻RC，所述电阻RC的阻值由谐振回路的特性阻抗决定，计算公式如下：RC≥2·LMCC]]>公式中，LM为谐振回路的总电感。5.根据权利要求1所述的用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，所述隔离变压电路还包括与隔离变压器次级线圈并联的电阻RGS。6.根据权利要求5所述的用于RS422总线的脉冲输出电路，其特征在于，所述隔离变压电路中耦合电容CC电压的调节速度τ可由下面的公式估算出：τ=2·π·fDRV·LM·RGS·CC2·π·fDRV·LM+RGS]]>公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾蕾，李金波，云鹏，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11