[發(fā)明專利]一種基于混合工藝的高精度寬帶三端口隔離放大器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211430694.3
• 申請(qǐng)日: 2022-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115940851A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓方;陳從僑;陳挺;王俊峰;鄭東飛;楊昊澤;黃華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H03F3/38
• 分類號(hào): H03F3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于混合工藝的高精度寬帶三端口隔離放大器，通過(guò)振蕩器的輸出端分別與電源變壓器T2和電源變壓器T3的初級(jí)線圈的兩端連接；電源變壓器T2的次級(jí)線圈的兩端連接輸入電源的輸入端，電源變壓器T3的次級(jí)線圈的兩端連接輸出電源的輸入端；調(diào)制器的輸出端連接信號(hào)變壓器T1的初級(jí)線圈的兩端，解調(diào)器的輸入端連接信號(hào)變壓器T1的次級(jí)線圈兩端，該隔離放大器具有三端口隔離設(shè)計(jì)，使得輸入、輸出和電源具有獨(dú)立性，同時(shí)完成三個(gè)端口的隔離；通過(guò)電路內(nèi)部的變壓器耦合將信號(hào)與電源完全隔離，并完成信號(hào)的隔離傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了輸入、輸出的信號(hào)隔離，也實(shí)現(xiàn)與電源的隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隔離放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于混合工藝的高精度寬帶三端口隔離放大器。

背景技術(shù)

在信號(hào)處理系統(tǒng)中經(jīng)常需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，為了避免信號(hào)的相互干擾，降低共模信號(hào)對(duì)信號(hào)采集精度的影響，需采用隔離放大器進(jìn)行信號(hào)的傳送，避免直接接入高壓系統(tǒng)。隔離放大器是一種實(shí)現(xiàn)輸入電路與輸出電路之間電氣隔離的放大器，一般采用變壓器或者光耦合傳遞信號(hào)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、信號(hào)測(cè)量、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。光耦合器的傳輸特性易受溫度的影響，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償才能進(jìn)行正常工作。而采用變壓器耦合的方式，溫度特性優(yōu)于光耦合器，且隔離電壓可高達(dá)數(shù)千伏。

航空、航天等軍工領(lǐng)域電子儀表大量采用隔離放大器以獲得所需的測(cè)量數(shù)據(jù)。目前，大多數(shù)隔離放大器采用塑封器件，質(zhì)量等級(jí)通常為工業(yè)級(jí)，工作溫度范圍是-40℃～85℃，無(wú)法滿足軍工領(lǐng)域的-55℃～125℃工作溫度要求。并且，多數(shù)隔離放大器僅為輸入、輸出的信號(hào)隔離，未能實(shí)現(xiàn)與電源的隔離。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于混合工藝的高精度寬帶三端口隔離放大器，該隔離放大器通過(guò)電路內(nèi)部的變壓器耦合將信號(hào)與電源完全隔離，并完成信號(hào)的隔離傳輸，不僅實(shí)現(xiàn)了輸入、輸出的信號(hào)隔離，也實(shí)現(xiàn)了與電源的隔離。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于混合工藝的高精度寬帶三端口隔離放大器，包括輸入放大器、調(diào)制器、信號(hào)變壓器T1、解調(diào)器、電源變壓器T2，電源變壓器T3、振蕩器和輸出放大器；

所述振蕩器的輸出端分別與電源變壓器T2和電源變壓器T3的初級(jí)線圈的兩端連接；所述電源變壓器T2的次級(jí)線圈的兩端連接輸入電源的輸入端，所述電源變壓器T3的次級(jí)線圈的兩端連接輸出電源的輸入端；所述輸入放大器的輸入端連接輸入信號(hào)，所述輸入放大器的輸出端連接調(diào)制器，所述調(diào)制器的輸出端連接信號(hào)變壓器T1的初級(jí)線圈的兩端，所述解調(diào)器的輸入端連接信號(hào)變壓器T1的次級(jí)線圈兩端；所述解調(diào)器的輸出端連接輸出放大器的輸入端；

優(yōu)選的，所述輸入電源的輸出端分別連接輸入放大器和調(diào)制器；所述輸出電源的輸出端連接輸出放大器和解調(diào)器。

優(yōu)選的，所述隔離放大器的金屬外殼絕緣子采用陶瓷絕緣子。

優(yōu)選的，所述信號(hào)變壓器T1、電源變壓器T2和電源變壓器T3的骨架為三層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述信號(hào)變壓器T1、電源變壓器T2和電源變壓器T3的初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間通過(guò)骨架中間的隔離帶隔離，所述隔離帶的厚度為0.7mm。

優(yōu)選的，所述信號(hào)變壓器T1、電源變壓器T2和電源變壓器T3的漆包線表面涂覆絕緣材料。

優(yōu)選的，所述三端口隔離放大器的抗靜電能力≥4000V。

優(yōu)選的，所述三端口隔離放大器的電路隔離電壓≥3500VDC和≥2500VAC。

優(yōu)選的，所述三端口隔離放大器采用裸芯片組裝和采用金屬全密封封裝。

優(yōu)選的，所述三端口隔離放大器的工作溫度范圍為-55℃～+125℃，儲(chǔ)存溫度范圍為-65℃～+150℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：