双电源数字隔离电路及隔离器制造技术

本发明专利技术公开了双电源数字隔离电路及隔离器，涉及集成电路设计领域。该隔离电路包括：隔离电源单元和数字隔离器单元，隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，数字隔离器单元包括：至少一个数据传输电路。本发明专利技术通过隔离电源单元输入高电压，经过隔离传输和整流滤波后，一路直接输出高电压，另一路经过降压后输出给数字隔离器单元，并且数字隔离器单元可以直接输入低电压，与FPGA、MCU等连接使用，不需要改变片内变压器的变压比，就实现了数据和电源同时隔离传输，满足了输入侧低电压和输出侧高电压的电源转换需求。

【技术实现步骤摘要】
双电源数字隔离电路及隔离器
本专利技术涉及集成电路设计领域，尤其涉及双电源数字隔离电路及隔离器，以及相应的双电源数字隔离系统。
技术介绍
在通信、医疗、工业自动化、电动汽车和航空航天等领域，为了保护人和设备安全、消除接地问题以及提高系统性能，需要对系统中的数据和电源进行隔离。集成隔离电源的数字隔离器可以实现由一颗芯片进行数据和电源的同时隔离传输，常用隔离电源一般可以实现5V-5V、3.3V-3.3V电源转换，若实现1.8V-3.3V、1.8V-5V、3.3V-5V升压转换，需要改变片内变压器的变压比，实现较为困难。现有的集成隔离电源的数字隔离器可以连接FPGA、MCU使用，而FPGA、MCU等供电电压越来越低，目前常见I/O电压可以低至1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V等。当低压FPGA、MCU的I/O连接数字隔离器使用时，数字隔离器与FPGA、MCU相连的I/O电压为低电压，而另一侧的隔离输出电压通常为高电压，此时，集成隔离电源的数字隔离器存在上述升压需求，但目前实现困难，无法满足输入侧低电压和输出侧高电压的电源转换需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种双电源数字隔离电路及隔离器，以及相应的双电源数字隔离系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种双电源数字隔离电路，包括：隔离电源单元和数字隔离器单元，所述隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，所述数字隔离器单元包括：至少一个数据传输电路，其中：所述驱动电路的输入端作为第一电压输入端，所述驱动电路的输出端与所述隔离传输电路的一端连接，所述隔离传输电路的另一端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的第一输出端作为电压输出端，所述整流滤波电路的第二输出端与所述降压电路的输入端连接，所述降压电路的输出端与所述数字隔离器单元的第一供电端连接，所述数字隔离器单元的第二供电端作为第二电压输入端，所述第一供电端和所述第二供电端用于为所述至少一个数据传输电路供电；其中，所述第二电压输入端输入的电压小于所述第一电压输入端输入的电压。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种双电源数字隔离器，包括：管壳、第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片集成封装在所述管壳内，且设置有隔离电源单元和数字隔离器单元，所述隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，所述数字隔离器单元包括：至少一个数据传输电路，所述第一芯片上设置有第一电压输入端、第二电压输入端、所述驱动电路和所述数据传输电路的一侧，所述第二芯片设置有电压输出端、所述整流滤波电路、所述降压电路和所述数据传输电路的另一侧，所述隔离传输电路设置在所述第一芯片和/或所述第二芯片上，其中：所述驱动电路的输入端作为所述第一电压输入端，所述驱动电路的输出端与所述隔离传输电路的一端连接，所述隔离传输电路的另一端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的第一输出端作为电压输出端，所述整流滤波电路的第二输出端与所述降压电路的输入端连接，所述降压电路的输出端与所述数字隔离器单元的第一供电端连接，所述数字隔离器单元的第二供电端作为所述第二电压输入端，所述第一供电端和所述第二供电端用于为所述至少一个数据传输电路供电；其中，所述第二电压输入端输入的电压小于所述第一电压输入端输入的电压。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种双电源数字隔离系统，其特征在于，包括：第一外部设备、第二外部设备以及如上述技术方案所述的双电源数字隔离器，所述第一外部设备和所述第二外部设备通过所述双电源数字隔离器连接。本专利技术提供的双电源隔离电路及隔离器，通过隔离电源单元输入高电压，经过隔离传输和整流滤波后，一路直接输出高电压，另一路经过降压后输出给数字隔离器单元，并且数字隔离器单元可以直接输入低电压，与FPGA、MCU等连接使用，不需要改变片内变压器的变压比，就实现了数据和电源同时隔离传输，满足了输入侧低电压和输出侧高电压的电源转换需求。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术双电源数字隔离电路的实施例提供的结构框架示意图；图2为本专利技术双电源数字隔离电路的其他实施例提供的结构框架示意图；图3为本专利技术双电源数字隔离系统的实施例提供的结构框架示意图；图4为本专利技术双电源数字隔离电路的其他实施例提供的驱动电路结构框架示意图；图5为本专利技术双电源数字隔离电路的其他实施例提供的数据传输电路结构框架示意图；图6为本专利技术双电源数字隔离电路的其他实施例提供的数据传输电路结构框架示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术双电源数字隔离电路的实施例提供的结构框架示意图，该双电源数字隔离电路适用于FPGA、MCU等芯片的数据和电源隔离，包括：隔离电源单元1和数字隔离器单元2，隔离电源单元1包括：驱动电路11、隔离传输电路12、整流滤波电路14和降压电路13，数字隔离器单元2包括：至少一个数据传输电路21，其中：驱动电路11的输入端作为第一电压输入端，驱动电路11的输出端与隔离传输电路12的一端连接，隔离传输电路12的另一端与整流滤波电路14的输入端连接，整流滤波电路14的第一输出端作为电压输出端，整流滤波电路14的第二输出端与降压电路13的输入端连接，降压电路13的输出端与数字隔离器单元2的第一供电端连接，数字隔离器单元2的第二供电端作为第二电压输入端，第一供电端和第二供电端用于为至少一个数据传输电路21供电；其中，第二电压输入端输入的电压小于第一电压输入端输入的电压。驱动电路11用于将第一电压输入端输入的电压转换成交流电压，交流电压再通过隔离传输电路12传输给整流滤波电路14，整流滤波电路14将交流电压转换成直流后，一路直接输出作为输出电压，另一路传输给降压电路13，降压电路13对电压进行降压，输出给数字隔离器单元2。应理解，驱动电路11、隔离传输电路12、降压电路13、整流滤波电路14和数据传输电路21为本领域公知技术，本领域技术人员能够根据实际选择，例如，下面给出一些可能的实现方式。例如，驱动电路11可以通过NMOS交叉耦合振荡结构实现，如图4所示给出了一种示例性的NMOS交叉耦合振荡结构示意图，由电感L1、电感L2、电容C、NMOS管MN1和NMOS管MN2组成。隔离传输电路12可以选择无芯片上变压器，如图2所示，给出了无芯片上变压器的一种示例性连接方式。降压电路13可以选择LDO电路，如图2所示，给出了LDO电路的一种示例性连接方式。数据传输电路21可以包括编码电路、隔离耦合传输结构和解码电路，隔离耦合传输结构可采用变压器、电容或巨磁阻电路实现信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电源数字隔离电路，其特征在于，包括：隔离电源单元和数字隔离器单元，所述隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，所述数字隔离器单元包括：至少一个数据传输电路，其中：/n所述驱动电路的输入端作为第一电压输入端，所述驱动电路的输出端与所述隔离传输电路的一端连接，所述隔离传输电路的另一端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的第一输出端作为电压输出端，所述整流滤波电路的第二输出端与所述降压电路的输入端连接，所述降压电路的输出端与所述数字隔离器单元的第一供电端连接，所述数字隔离器单元的第二供电端作为第二电压输入端，所述第一供电端和所述第二供电端用于为所述至少一个数据传输电路供电；/n其中，所述第二电压输入端输入的电压小于所述第一电压输入端输入的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种双电源数字隔离电路，其特征在于，包括：隔离电源单元和数字隔离器单元，所述隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，所述数字隔离器单元包括：至少一个数据传输电路，其中：
所述驱动电路的输入端作为第一电压输入端，所述驱动电路的输出端与所述隔离传输电路的一端连接，所述隔离传输电路的另一端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的第一输出端作为电压输出端，所述整流滤波电路的第二输出端与所述降压电路的输入端连接，所述降压电路的输出端与所述数字隔离器单元的第一供电端连接，所述数字隔离器单元的第二供电端作为第二电压输入端，所述第一供电端和所述第二供电端用于为所述至少一个数据传输电路供电；
其中，所述第二电压输入端输入的电压小于所述第一电压输入端输入的电压。


2.根据权利要求1所述的双电源数字隔离电路，其特征在于，所述数据传输电路包括：数据发送通道和数据接收通道，其中：
所述数据发送通道包括依次连接的第一编码电路、第一隔离耦合传输电路和第一解码电路；
所述数据接收通道包括依次连接的第二解码电路、第二隔离耦合传输电路和第二编码电路。


3.一种双电源数字隔离器，其特征在于，包括：管壳、第一芯片和第二芯片，所述第一芯片和所述第二芯片集成封装在所述管壳内，且设置有隔离电源单元和数字隔离器单元，所述隔离电源单元包括：驱动电路、隔离传输电路、整流滤波电路和降压电路，所述数字隔离器单元包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，赵婷，马春宇，
申请(专利权)人：天津智模科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12