【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提供隔离数据传输的电路。本专利技术还涉及一种led照明系统。
技术介绍
1、开关模式电源smps可用于向负载提供经调节的功率。smps可以设计成使其输出与输入电隔离。这允许smps提供电隔离输出。需要从电隔离的一端发送到另一端的数据也需要以隔离的方式传输。提供电隔离数据传输的常见方式是使用光耦合器。光耦合器的主要缺点是其具有大的增益偏差。当感测信号的绝对值通过隔离势垒传递时，增益误差可能引入大的误差。这意味着具有这种光耦合器的smps的再现性是困难的，因为每个smps将具有有着不同增益的光耦合器。增益误差可以大到200％。更昂贵的光耦合器可以具有更低的增益偏差。作为一种解决方案，可以在工厂中校准smps，从而可以补偿增益误差。然而，这也是非常昂贵和耗时的。
2、因此，希望提供一种不昂贵的提供隔离数据传输的电路。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种电路，该电路以简单和便宜的方式提供隔离的数据传输，同时还提供感测信号的精确传输。
2、为了提供这种解决方案，在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于提供隔离数据传输的电路。电路包括：
3、-适于耦合到转换电路的传感器；
4、-转换电路，适于使用偏移电压和由传感器生成的信号来以时间顺序的方式生成：
5、-第一电压电平；以及
6、-第二电压电平，其中第二电压电平大于第一电压电平，
7、-电压-电流变换器电路，其适于将第一电压电平转
8、-光耦合器，适于按时间顺序接收第一电流电平和第二电流电平，并且适于在向光耦合器提供第一电流电平时提供具有第一电压的隔离输出电压信号，并且在向光耦合器提供第二电流电平时提供具有第二电压的隔离输出电压信号；
9、-模数转换器，适于接收隔离输出电压并适于提供数字输出电压；以及
10、-耦合到模数转换器的控制器，其中控制器适于从与以时间顺序的方式接收的隔离输出电压相对应的数字输出电压导出由传感器生成的信号。
11、专利技术人的理解是，通过将感测的传感器信号转换为通过光耦合器的第一电流电平和第二电流电平，可以完全滤除由光耦合器的增益引起的误差。这可以通过将感测信号与参考电压组合来完成。参考电压和传感器信号由转换电路组合，并被转换成第一电流和第二电流，它们被按时间顺序提供给光耦合器。光耦合器也按时间顺序提供两个输出电压，并将这些电压作为隔离输出电压提供给模数转换器adc。adc向控制器提供数字化信号，该控制器可以将两个电压信号转换回感测电压。传感器电压和参考电压由具有相等增益的光耦合器传输，在本示例中，该增益是光耦合器的电流传输比ctr。由传感器产生的电压可以由感测信号改变。由参考电压产生的电压将不改变，因为参考电压是恒定电压。因此，组合的传感器电压和参考电压仅通过由传感器电压产生的电压变化而改变。在转换电路和电压到电流变换器中使用组合电压以提供第一电流电平和第二电流电平。同样，这两个电流电平仅通过传感器信号的改变而改变。数字输出电压具有两个时间顺序电压，控制器将这两个时间顺序电压与转换电路中使用的偏移电压和部件的已知参数一起使用，以推导出传感器电压。通过使用在adc处提供两个电压电平与转换电路的偏移和已知参数的这种组合，控制器现在可以推导出传感器电压，同时光耦合器的增益根本不再有影响。这意味着可以选择具有较高增益偏差的光耦合器。在这种情况下，可以制造更便宜的电路，同时也更精确。
12、在另一示例中，转换电路包括第一参考部件、第二参考部件和开关，开关能够将第二参考部件分别耦合到转换电路和从转换电路解耦，其中，转换电路适于使用第一参考部件提供第一电压电平，并且使用第一参考部件和第二参考部件提供第二电压电平，其中，以时间顺序方式提供第一电压电平和第二电压电平。
13、优选地，转换电路使用第一参考部件和第二参考部件以及开关来产生第一电压电平和第二电压电平。由传感器产生的信号和偏移电压被提供给转换电路，并被提供给第一参考部件、第二参考部件和开关。控制开关，使得由传感器产生的组合信号和偏移电压被转换成第一电压电平和第二电压电平。
14、在另一个示例中，第一参考部件和第二参考部件各自选自包括以下各项的组：电阻器、电容器或电感器。
15、优选地，第一参考部件和第二参考部件是无源部件。无源部件的使用可以保持由控制器执行的计算简单。还可以以简单的方式设计转换电路。只有开关需要是控制器。附加地，部件可以相对便宜，同时保持低公差，从而允许整个电路精确。
16、在另一个示例中，转换电路包括第一电阻器、第二电阻器和开关，其中：
17、-开关与第一电阻器串联耦合；
18、-传感器并联耦合到开关和第一电阻器的串联组合；并且
19、-第二电阻器与如下的并联组合串联耦合：传感器与开关和第一电阻器的串联组合的并联组合，
20、-第二电阻器，耦合到参考电压，并且
21、其中，当开关闭合时，提供第一电压电平，并且当开关断开时，提供第二电压电平。
22、优选的转换电路具有简单的电阻分压器，其中分压比可以由开关调节。传感器与可切换电阻分压器部分并联，而参考电压经由第二电阻器提供。例如，当传感器用于分压时，例如当传感器是基于诸如温度或光强度的感测参数而变化的电阻器时，这是期望的。当开关闭合时，电阻分压器底部处的电阻最低，导致表示第一电压电平的低分压。当开关断开时，电阻分压器底部处的电阻最大，导致表示为第二电压电平的高分压。
23、在另一示例中，转换电路还包括与开关和第一电阻器的串联组合并联耦合的第三电阻器。
24、优选地，附加电阻器与第一电阻器并联放置，使得可以定义由转换电路产生的最大电压，而与传感器的行为无关。
25、在另一示例中，该转换电路包括第一电阻器、第二电阻器、第四电阻器和开关，其中：
26、-开关与第一电阻器串联耦合；
27、-传感器经由第四电阻器并联耦合到开关和第一电阻器的串联组合；并且
28、-第二电阻器与如下的并联组合串联耦合：传感器与开关和第一电阻器的串联组合的并联组合，
29、-第二电阻器，耦合到参考电压，并且
30、其中，当开关闭合时，提供第一电压电平，并且当开关断开时，提供第二电压电平。
31、另一个优选的转换电路被设置有简单的电阻分压器，其中分压比可以由开关调节。传感器经由第四电阻器与可切换电阻分压器部分并联放置，同时经由第二电阻器提供参考电压。在这种情况下，产生电压加法器，其中传感器电压和参考电压被加到单个节点。这例如在传感器产生电压时是期望的。当开关闭合时，电阻分压器底部处的电阻最低，导致表示第一电压电平的低分压。当开关断开时，电阻分压器底部处的电阻最大，导致表示为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于提供隔离数据传输的电路，所述电路包括：
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路包括第一参考部件、第二参考部件和开关，所述开关能够将所述第二参考部件分别耦合到所述转换电路和从所述转换电路解耦，其中所述转换电路适于：
3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一参考部件和所述第二参考部件各自从包括以下各项的组中被选择：电阻器、电容器或电感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(R1)、第二电阻器(R2)和开关(M1)，其中：
5.根据权利要求4所述的电路，其中所述转换电路(2)还包括与所述开关(M1)和所述第一电阻器(R1)的所述串联组合并联耦合的第三电阻器(R3)。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(R1)、第二电阻器(R2)、第四电阻器(R4)和开关(M1)，其中：
7.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括适于生成用于所述开关(M1)的控制信号的定时器电路(7)。
8.根据权利
9.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述电压-电流变换器电路(3)是电流镜。
10.根据权利要求9所述的电路，还包括适于接收所述第一电压电平和所述第二电压电平的运算放大器(U2)，并且其中所述运算放大器(U2)适于为所述电流镜提供控制信号。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的电路，还包括否决电路，所述否决电路适于向所述光耦合器(4)提供大于或小于在所述电流范围内提供的电流的否决电流。
12.根据权利要求11所述的电路，还包括适于接收所述隔离输出电压的禁用电路，并且其中所述禁用电路适于在向所述光耦合器(4)提供所述否决电流时提供禁用信号。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述传感器(1)被布置为提供电压作为由所述传感器(1)生成的所述信号。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的电路，其中所述传感器(1)包括适于耦合到所述转换电路(2)的电阻元件。
15.一种LED照明系统，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于提供隔离数据传输的电路，所述电路包括：
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路包括第一参考部件、第二参考部件和开关，所述开关能够将所述第二参考部件分别耦合到所述转换电路和从所述转换电路解耦，其中所述转换电路适于：
3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一参考部件和所述第二参考部件各自从包括以下各项的组中被选择：电阻器、电容器或电感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(r1)、第二电阻器(r2)和开关(m1)，其中：
5.根据权利要求4所述的电路，其中所述转换电路(2)还包括与所述开关(m1)和所述第一电阻器(r1)的所述串联组合并联耦合的第三电阻器(r3)。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述转换电路(2)包括第一电阻器(r1)、第二电阻器(r2)、第四电阻器(r4)和开关(m1)，其中：
7.根据前述权利要求中任一项所述的电路，其中所述转换电路(2)包括适于生成用于所述开关(m1)的控制信号的定时器电路(7)。
...【专利技术属性】
技术研发人员：T·C·范布德格拉文，Z·V·S·克罗兹，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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