[實用新型]一種飛電容模擬信號隔離模塊

有效

• 申請號: 201720765752.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN206993088U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 張雪陽
• 申請（專利權）人: 廣漢天空動力機械有限責任公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 王蕓,楊正輝

技術領域

本實用新型涉及模擬信號氣隔離技術領域，特別涉及一種飛電容模擬信號隔離模塊。

背景技術

目前，主要用于安裝在高壓部分與低壓部分的信號采集端接口之間的隔離模塊，通常采用的隔離方式有兩種，一種是采用線性光耦的隔離方式，其通過調節光的強度達到對模擬信號的電氣隔離效果，但是由于電流的強度難以控制，采用控制電流來控制發光二極管的光照強度，以達到表示不同的信號強度，但當光線中存在不同的色光，不同色光具有不同的頻率范圍，會給接收帶來很大的困難。另一種是采用變壓器的隔離方式，其先通過將信號加載到一個載波上，再通過隔離變壓器耦合至變壓器次級，但是由于變壓器的線圈與磁芯的體積限制，難以做成小體積封裝，采用人工線制的線圈存在漆包線排布不均和氣隙等因素，影響精度。

因此，這兩種隔離方式由于其器件本身的原因，難以達到高精度的模擬信號電氣隔離，信號在隔離模塊中容易受到外界的干擾。同時，這兩種隔離方式均是通過將電信號轉化為光能或磁場能，然后在隔離后再將光能或磁場轉換為電信號，但是，復雜的信號轉換會一定程度上影響隔離后信號的精度，使兩種電氣隔離方式均難以達到的隔離精度在0.1％以內。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：解決現有模擬信號的電氣隔離方式，無法實現高精度信號，以及電氣隔離的結構復雜，電氣隔離設備的制作成本高的技術問題。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術方案：

一種飛電容模擬信號隔離模塊，其包括接收電路、隔離電路和輸出電路；其中，

所述接收電路，用于預處理輸入的模擬信號；

所述隔離電路包括方波發生器、耦合器、第一運算放大器和兩個隔離電容，所述耦合器用于將所述接收電路處理后的模擬信號耦合在所述方波發生器所產生的方波信號上，而得到調制信號，并且所述耦合器具有兩個輸出端，所述第一運算放大器具有兩個輸入端，所述耦合器的輸出端與所述第一運算放大器的輸入端之間分別連接一個所述隔離電容，所述耦合器輸出的所述調制信號經所述隔離電容的隔離，得到電容信號，所述第一運算放大器對輸入的所述電容信號進行放大，以提高所述電容信號的驅動能力；

所述輸出電路與所述運算放大器的輸出端連接，用于解調所述電容信號，并輸出解調后的所述電容信號的電壓。

根據一種具體的實施方式，本實用新型的飛電容模擬信號隔離模塊中，所述接收電路包括第一運放電路，用于對輸入的模擬信號進行放大。

進一步地，還包括反饋電路，其中，所述反饋電路包括兩個隔離電容、第二運算放大器和解調器，并且，所述第二運算放大器具有兩個輸入端，所述耦合器的輸出端與所述第二運算放大器的輸入端之間分別連接一個所述隔離電容，所述耦合器輸出的所述調制信號經所述隔離電容的隔離，得到電容信號，所述第二運算放大器對輸入的所述電容信號進行放大，以提高所述電容信號的驅動能力；所述解調器用于解調所述電容信號，并將解調后的電容信號輸出至所述接收電路，實現與輸入的模擬信號的疊加校準。

根據一種具體的實施方式，本實用新型的飛電容模擬信號隔離模塊中，所述輸出電路包括解調器、第二運放電路和輸出電阻；其中，解調器用于解調所述運算放大器輸出的電容信號，第二運放電路用于輸出解調后的電容信號的電壓。

進一步地，所述輸出電路包括保持器，用于防止所述第二運放電路輸出解調后的電容信號的電壓發生突變。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

1、本實用新型的飛電容模擬信號隔離模塊，其通過接收電路對輸入的模擬進行預處理，再將模擬信號耦合在方波發生器產生的方波上，得到調制信號，并采用兩個隔離電容分別隔離兩路相同的調制信號，而得到兩路電容信號，兩路電容信號分別輸入至運算放大器，以提升該電容信號的驅動能力，最后通過輸出電路對該電容信號解調，并輸出解調后電容信號的電壓。因此，本實用新型采用隔離電容對調制信號進行電氣隔離，在隔離時信號不易受外界的干擾，具有隔離精度高，結構簡單，成本低以及便于維護的優點。

2、本實用新型的飛電容模擬信號隔離模塊還具有反饋電路，將隔離后的信號反饋至模擬信號的輸入端，實現與模擬信號的疊加校準，從而保證信號不失真和畸變。

3、本實用新型的飛電容模擬信號隔離模塊中的輸出電路設置有保持器，并通過該保持器，避免輸出信號發生突變。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的電路結構圖。

具體實施方式