[發明專利]一種基于磁場耦合的隔離放大器結構

在審

• 申請號: 202010311751.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111355458A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 黃海濱;馬輝;蔣賽尖
• 申請（專利權）人: 無錫思泰迪半導體有限公司
• 主分類號: H03F3/68
• 分類號: H03F3/68
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 張寧;楊辰

本發明涉及隔離放大器技術領域，具體為一種基于磁場耦合的隔離放大器結構，其能夠實現發送端、接收端、耦合器件集成于一個芯片，其包括發送端模塊、接收端模塊和耦合器件，其特征在于，所述發送端模塊包括順次連接的前置放大器/濾波器、脈沖寬度調制器、電流源開關組，所述接收端模塊包括順次連接的放大整形電路和低通濾波器，所述耦合器件包括線圈和磁傳感器，所述線圈和磁傳感器之間設置有絕緣層。

技術領域

本發明涉及隔離放大器技術領域，具體為一種基于磁場耦合的隔離放大器結構。

背景技術

在芯片應用領域，經常會出現需要芯片進行兩個電壓域之間的信號傳輸，這種傳輸必須在不同的供電系統中進行，所以被稱為隔離放大器。

傳統的隔離放大器如圖 1所示，在發送端101和接收端102之間采用有別于普通耦合方式的傳輸途徑，通常會采用光耦合103、電場耦合104等方式進行。但這些耦合方式都存在不同程度的問題：如：無法在普通芯片上集成（光耦合）、耦合器件面積較大（電場耦合）等。

發明內容

為了解決現有隔離放大器內耦合集成困難的問題，本發明提供了一種基于磁場耦合的隔離放大器結構，其能夠實現發送端、接收端、耦合器件集成于一個芯片。

其技術方案是這樣的：一種基于磁場耦合的隔離放大器結構，其包括發送端模塊、接收端模塊和耦合器件，其特征在于，所述發送端模塊包括順次連接的前置放大器/濾波器、脈沖寬度調制器、電流源開關組，所述接收端模塊包括順次連接的放大整形電路和低通濾波器，所述耦合器件包括線圈和磁傳感器，所述線圈和磁傳感器之間設置有絕緣層。

其進一步特征在于，所述電流源開關組包括電流源和四個開關，所述電流源一端連接電源、另一端通過其中兩個所述開關分別連接所述線圈兩端，所述線圈兩端還分別通過剩余的兩個所述開關接地；

所述耦合器件包括兩個對稱布置的所述線圈和兩個對稱布置的磁傳感器，兩個所述線圈一端相連，一個所述磁傳感器與一個所述線圈之間設置有所述絕緣層。

采用本發明后，發送端模塊、接收端模塊和耦合器件結構簡單，線圈和磁傳感器之間設置有絕緣層實現電隔離，能夠方便的集成于同一個芯片。

附圖說明

圖1為現有隔離放大器原理圖；

圖2為本發明原理圖；

圖3為磁耦合器件原理圖；

圖4為電流源開關組與線圈連接原理圖；

圖5為兩個線圈連接原理圖；

圖6為展示的霍爾器件外形。

具體實施方式

見圖2所示，種基于磁場耦合的隔離放大器結構，其包括發送端模塊210、接收端模塊211和耦合器件，發送端模塊210包括順次連接的前置放大器/濾波器201、脈沖寬度調制器202、電流源開關組203，接收端模塊211包括順次連接的放大整形電路204和低通濾波器205，耦合器件包括線圈207和磁傳感器208。

傳輸的信號212經過前置放大器/濾波器201后進入脈沖寬度調制器202，模擬信號被調制成脈沖寬度代表信號幅度的高頻脈沖寬度調制離散信號206。該信號通過電流源開關組203，將電壓信號轉換為電流形式的信號；該電流流經特定形狀的線圈207，形成對應的磁場信號；上述模塊完成了待傳輸信號向磁場信號的轉換，同時這部分歸屬于同一套電源供電（同一電壓域）。這部分可以被稱為發送端模塊210；

通常，上文中所指“特定形狀的線圈207”是根據不同的霍爾器件的形狀而確定。如：圖6中展示的霍爾器件外形分別為正方形、六邊形和八邊形時，響應的線圈形狀。