一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器，全桥式斩波电路包括调制电路、解调电路；调制电路，用于对放大处理后的输入信号进行斩波，斩波后得到以输入信号为包络，以斩波同步信号为周期的脉冲调幅PAM信号，并输入至第一变压器进行耦合输出；解调电路，用于对第一变压器耦合输出的PAM信号进行同步解调，解调得到PAM的包络信号，供后续滤波放大输出。一种变压器耦合隔离放大器包括全桥式斩波电路、信号输入电路、变压器、信号输出电路和电源电路。本发明专利技术结构简单、合理，为斩波式无场效应管的高频信号调理技术，在相同频率的解调时序信号下，本发明专利技术斩波频率是传统斩波电路斩波频率的2倍。路斩波频率的2倍。路斩波频率的2倍。

【技术实现步骤摘要】
一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器


[0001]本专利技术涉及全桥式斩波电路及隔离放大器
，具体涉及一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器。

技术介绍

[0002]J
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FET结型场效应管是传感器斩波调制解调开关电路的关重元器件，其使用电路如图1所示，Q1、Q2为J
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FET结型场效应管，信号经变压器T1初级以及斩波管Q2组成的斩波调制器斩波调制，耦合进入变压器次级，由T1次级和斩波管Q1组成的斩波鉴相器进行鉴相解调。
[0003]目前该类器件主要依赖进口，在寻找性能指标能与进口器件相互替换的J
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FET结型场效应管过程中，发现国内可替代的厂家生产分离的JFET极少，导致电量传感器国产化工作推进困难；且现有的全桥式斩波电路斩波频率低。
[0004]因此，针对上述问题，本专利技术在现有国产化、的基础上，开展J
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FET结型场效应管替代方案研究，亟待设计斩波式无场效应管的高频信号调理技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器，设计斩波式无场效应管的高频信号调理技术，实现斩波频率高的全桥式斩波电路；且该全桥式斩波电路在隔离放大器的电路中起调制解调作用。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种高频全桥式斩波电路，所述全桥式斩波电路包括调制电路、解调电路；
[0008]所述调制电路，用于对放大处理后的输入信号进行斩波，斩波后得到以输入信号为包络，以斩波同步信号为周期的脉冲调幅PAM信号，并输入至第一变压器进行耦合输出；
[0009]所述解调电路，用于对第一变压器耦合输出的PAM信号进行同步解调，解调得到PAM的包络信号，供后续滤波放大输出。
[0010]工作原理是：基于现有桥式斩波电路主要采用J
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FET结型场效应管，该类器件主要依赖进口，在寻找性能指标能与进口器件相互替换的J
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FET结型场效应管过程中，发现国内可替代的厂家生产分离的JFET极少，导致电量传感器国产化工作推进困难；同时现有的全桥式存在斩波电路斩波频率低等问题。本专利技术设计了一种高频全桥式斩波电路，如图2、3所示，主要是由两个基于单刀双掷开关IC组成，变压器初级/次级分别与单刀双掷电路N1/N2构成全桥式脉冲幅度调制/解调电路。输入信号在时序信号IN11控制下，在调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经变压器T1耦合，解调电路在时序信号IN1的控制下，完成调制信号的解调，还原为直流信号。解调时序IN11和调制时序IN1同频同相。在相同频率的解调时序信号下，利用单刀双掷开关一个周期内斩波两次，使本专利技术高频全桥式斩波电路的斩波频率是传统的基于J
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FET斩波电路的斩波频率的2倍。这个特点，是在保证原
有的斩波频率前提下，通过降低时序信号的频率，达到消除N1、N2电路输入电容影响的目的。
[0011]进一步地，所述调制电路包括斩波调制器和第一单刀双掷开关，所述斩波调制器一端接入信号输入电路、另一端通过第一单刀双掷开关的两端对应连接所述第一变压器初级绕组的引脚1端、引脚3端；
[0012]信号输入电路的输入信号在时序信号IN11控制下，在所述调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经第一变压器T1进行耦合。
[0013]进一步地，所述解调电路包括斩波解调器和第二单刀双掷开关，所述斩波解调器一端通过第二单刀双掷开关的两端对应连接所述第一变压器次级绕组的引脚4端、引脚6端，另一端接出至信号输出电路；
[0014]所述解调电路在时序信号IN1的控制下，完成调制信号的解调，还原为直流信号。
[0015]进一步地，所述第一变压器初级绕组的引脚2端接入电源电路的输入，所述第一变压器初级绕组的引脚5端接出至电源电路的输出。
[0016]进一步地，所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关均为带负电荷泵的单刀双掷开关SGM3711YTQA16G/TR或者其他可以通过正负电压信号的单刀双掷开关。
[0017]进一步地，所述调制时序IN11和解调时序IN1同频同相。
[0018]第二方面，本专利技术又提供了一种变压器耦合隔离放大器，包括所述的一种高频全桥式斩波电路；还包括信号输入电路、变压器、信号输出电路和电源电路，
[0019]所述信号输入电路，用于进行输入信号的输入，并对输入信号进行放大处理，并输出至所述调制电路；
[0020]所述第一变压器，用于对所述调制电路调制后的脉冲调幅PAM信号进行耦合后输出至解调电路；
[0021]所述信号输出电路，用于对所述解调电路输出得到PAM的包络信号进行低通滤波滤除高频信号后放大输出；
[0022]所述电源电路，用于负责提供隔离供电电源和调整/解调时序信号。
[0023]本专利技术一种变压器耦合隔离放大器，包括所述的一种高频全桥式斩波电路，一种高频全桥式斩波电路在隔离放大器的电路中起调制解调作用；信号输入电路负责电压输入信号采集、滤波、EMC防护以及安全防护；调制、解调电路负责完成输入信号的幅度斩波调制和解调；电源电路负责提供隔离供电电源，和调整/解调时序信号；信号输出电路负责完成解调后信号的滤波和缓冲输出、放大信号、EMC防护以及安全防护。
[0024]进一步地，所述信号输入电路包括第一放大器，所述第一放大器的两个输入端对应接入正向输入、反向输入，所述第一放大器的输出端连接所述调制电路，所述第一放大器还连接有输入隔离电源，所述输入隔离电源连接有第二变压器T2的初级绕组侧；所述输入隔离电源还连接所述调制电路，所述调制电路连接第二变压器T2的初级绕组侧。
[0025]进一步地，所述信号输出电路包括第二放大器，所述第二放大器的正向输入端连接所述解调电路，所述第二放大器的反向输入端连接第二放大器的输出端；所述第二放大器还连接电源振荡器，所述电源振荡器连接第二变压器T2的次级绕组侧，所述电源振荡器连接解调电路。
[0026]进一步地，所述电源电路采用DC
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DC直流变换器。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0028]1、本专利技术一种高频全桥式斩波电路主要是由两个基于单刀双掷开关IC组成，输入信号在时序信号IN11控制下，在调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经变压器T1耦合，解调电路在时序信号IN1的控制下，完成调制信号的解调，还原为直流信号。解调时序IN11和调制时序IN1同频同相。在相同频率的解调时序信号下，利用单刀双掷开关一个周期内斩波两次，使本专利技术高频全桥式斩波电路的斩波频率是传统的基于J
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FET斩波电路的斩波频率的2倍。
[0029]2、本专利技术一种变压器耦合隔离放大器结构简单、合理，本专利技术设计斩波式无场效应管的高频信号调理技术，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频全桥式斩波电路，其特征在于，所述全桥式斩波电路包括调制电路、解调电路；所述调制电路，用于对放大处理后的输入信号进行斩波，斩波后得到以输入信号为包络，以斩波同步信号为周期的脉冲调幅PAM信号，并输入至第一变压器进行耦合输出；所述解调电路，用于对第一变压器耦合输出的PAM信号进行同步解调，解调得到PAM的包络信号，供后续滤波放大输出。2.根据权利要求1所述的一种高频全桥式斩波电路，其特征在于，所述调制电路包括斩波调制器和第一单刀双掷开关，所述斩波调制器一端接入信号输入电路、另一端通过第一单刀双掷开关的两端对应连接所述第一变压器初级绕组的引脚1端、引脚3端；信号输入电路的输入信号在时序信号IN11控制下，在所述调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经第一变压器进行耦合。3.根据权利要求2所述的一种高频全桥式斩波电路，其特征在于，所述解调电路包括斩波解调器和第二单刀双掷开关，所述斩波解调器一端通过第二单刀双掷开关的两端对应连接所述第一变压器次级绕组的引脚4端、引脚6端，另一端接出至信号输出电路；所述解调电路在时序信号IN1的控制下，完成调制信号的解调，还原为直流信号。4.根据权利要求3所述的一种高频全桥式斩波电路，其特征在于，所述第一变压器初级绕组的引脚2端接入电源电路的输入，所述第一变压器初级绕组的引脚5端接出至电源电路的输出。5.根据权利要求3所述的一种高频全桥式斩波电路，其特征在于，所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关均为带负电荷泵的单刀双掷开关SGM3711YTQA16G/TR。6.根据权利要求3所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐浩然，殷爽，张翅飞，庞中秋，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：