一种用于模拟量采集的隔离电源电路[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212115165 U(45)授权公告日 2020.12.08

(21)申请号 202021330697.6(22)申请日 2020.07.09

(73)专利权人 佛山市庆军电子有限公司

地址 528200 广东省佛山市南海区狮山镇

罗村联和大道2号西面B座3楼之一（住所申报）(72)发明人 刘庆华　

(74)专利代理机构 佛山卓就专利代理事务所

(普通合伙) 44490

代理人 赵勇(51)Int.Cl.

H02M 3/335(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种用于模拟量采集的隔离电源电路(57)摘要

本实用新型涉及电路，尤其涉及一种用于模拟量采集的隔离电源电路。该电路当高频换能变压器接上负载后，输出电压能达到设计值，该电路巧妙的通过高频换能变压器的电磁隔离特性，实现电源的全隔离效果，并且利用电阻R43的采样作用，对整个电路的功率输出实现动态矫正，

转换效率更高的效果。达到输出更稳定，

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权　利　要　求　书

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1.一种用于模拟量采集的隔离电源电路，包括方波信号发生芯片U10、功率开关电路和高频换能变压器T1，其特征在于：所述的方波信号发生芯片U10的引脚13输出频率为136KHZ的方波信号，方波信号经功率开关电路并联设置的电容C58和电容C59分为两路，分别连接到高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4和引脚5；

功率开关电路经电容C59的一路包括电阻R59、场效应管Q7和场效应管Q5；电容C59连接于场效应管Q7的栅极，电容C59和场效应管Q7之间设置有第六节点(16)，还包括第一节点(11)，第一节点(11)与第六节点(16)之间设置电阻R59，第一节点(11)由24V直流电源供电且连接在场效应管Q7的源极上，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q7的漏极与场效应管Q5的漏极并联后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚5；

功率开关电路经电容C58的一路包括场效应管Q6、电阻R52、电阻R43、电容C44和电容C43，还包括第三节点(13)、第四节点(14)和第五节点(15)，第三节点(13)分别连接电容C58、电阻R52、场效应管Q5的栅极和场效应管Q6的栅极，第四节点(14)设置于电阻R52和电阻R43之间，同时第四节点(14)接地，第五节点(15)连接场效应管Q6的漏极，电阻R43设置于第五节点(15)和第四节点(14)之间，第五节点(15)串联电容C44和电容C43后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4。

2.如权利要求1所述的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，其特征在于：方波信号发生芯片U10的引脚1连接有电容C62、引脚2连接有电阻R61，电容C62与电阻R61并联后接入方波信号发生芯片U10的引脚3。

3.如权利要求2所述的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，其特征在于：方波信号发生芯片U10的引脚4、引脚7、引脚8、引脚9和引脚12接地，引脚14接工作电源。

4.如权利要求3所述的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，其特征在于：场效应管Q6的源极接网络FB上。

5.如权利要求4所述的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，其特征在于：还包括第二节点(12)，第二节点(12)分别与电容C58和电容C59连接，且第二节点(12)与方波信号发生芯片U10的引脚13连接。

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一种用于模拟量采集的隔离电源电路

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【技术领域】

[0001]本实用新型涉及电路，尤其涉及一种用于模拟量采集的隔离电源电路。

【背景技术】

[0002]传统的模拟量采集电路无法实现电源的全隔离效果，而且无法实现动态调节开关电源的输出功率实现恒定输出的目的。因此有必要提供一种可实现电源的全隔离效果、可动态调节开关电源的输出功率实现恒定输出目的隔离电源电路。

【发明内容】

[0003]本实用新型旨在解决上述问题而提供一种用于模拟量采集的隔离电源电路。该电路通过换能变压器的电磁隔离特性，实现电源的全隔离效果，并且利用电阻R43的采样作用，对整个电路的功率输出实现动态矫正，达到输出更稳定、转换效率更高的效果。[0004]为实现上述目的，本实用新型的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，包括方波信号发生芯片U10、功率开关电路和高频换能变压器T1，所述的方波信号发生芯片U10的引脚13输出频率为136KHZ的方波信号，方波信号经功率开关电路并联设置的电容C58和电容C59分为两路，分别连接到高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4和引脚5；功率开关电路经电容C59的一路包括电阻R59、场效应管Q7和场效应管Q5；电容C59连接于场效应管Q7的栅极，电容C59和场效应管Q7之间设置有第六节点16，还包括第一节点11，第一节点11与第六节点16之间设置电阻R59，第一节点11由24V直流电源供电且连接在场效应管Q7的源极上，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q7的漏极与场效应管Q5的漏极并联后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚5；功率开关电路经电容C58的一路包括场效应管Q6、电阻R52、电阻R43、电容C44和电容C43，还包括第三节点13、第四节点14和第五节点15，第三节点13分别连接电容C58、电阻R52、场效应管Q5的栅极和场效应管Q6的栅极，第四节点14设置于电阻R52和电阻R43之间，同时第四节点14接地，第五节点15连接场效应管Q6的漏极，电阻R43设置于第五节点15和第四节点14之间，第五节点15串联电容C44和电容C43后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4。

[0005]进一步的，方波信号发生芯片U10的引脚1连接有电容C62、引脚2连接有电阻R61，电容C62与电阻R61并联后接入方波信号发生芯片U10的引脚3。[0006]进一步的，方波信号发生芯片U10的引脚4、引脚7、引脚8、引脚9和引脚12接地，引脚14接工作电源。[0007]进一步的，场效应管Q6的源极接网络FB上。[0008]进一步的，还包括第二节点12，第二节点12分别与电容C58和电容C59连接，且第二节点12与方波信号发生芯片U10的引脚13连接。

[0009]本实用新型的贡献在于提供了一种用于模拟量采集的隔离电源电路。供直流24V电压给电路后，方波信号发生芯片U10开始工作，方波信号发生芯片U10输出136KHZ的标准方波信号，此时高频换能变压器T1的各对输出线圈均可看到有136KHZ的正弦波信号，输出

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峰峰值比设计值要高。当高频换能变压器T1接上电路后面负载后，输出电压能达到设计值，该电路巧妙的通过高频换能变压器T1的电磁隔离特性，实现电源的全隔离效果，并且利用电阻R43的采样作用，对整个电路的功率输出实现动态矫正，达到输出更稳定，转换效率更高的效果。场效应管Q6的源极还接到网络FB上，该网络最终会接到前级开关电源的输出的反馈调节口，因此高频换能变压器T1的负载发生变化，该变化能够在采样电阻R43的变换作用下呈现出来，从而反馈到前级开关电源，最终动态调节开关电源的输出功率实现恒定输出的目的。

【附图说明】

[0010]图1是本实用新型的电路图。

【具体实施方式】

[0011]下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

[0012]实施例1

[0013]如图1所示，本实施例的一种用于模拟量采集的隔离电源电路，包括方波信号发生芯片U10、功率开关电路和高频换能变压器T1，所述的方波信号发生芯片U10的引脚13输出频率为136KHZ的方波信号，方波信号经功率开关电路并联设置的电容C58和电容C59分为两路，分别连接到高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4和引脚5；功率开关电路经电容C59的一路包括电阻R59、场效应管Q7和场效应管Q5；电容C59连接于场效应管Q7的栅极，电容C59和场效应管Q7之间设置有第六节点16，还包括第一节点11，第一节点11与第六节点16之间设置电阻R59，第一节点11由24V直流电源供电且连接在场效应管Q7的源极上，场效应管Q5的源极接地，场效应管Q7的漏极与场效应管Q5的漏极并联后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚5；功率开关电路经电容C58的一路包括场效应管Q6、电阻R52、电阻R43、电容C44和电容C43，还包括第三节点13、第四节点14和第五节点15，第三节点13分别连接电容C58、电阻R52、场效应管Q5的栅极和场效应管Q6的栅极，第四节点14设置于电阻R52和电阻R43之间，同时第四节点14接地，第五节点15连接场效应管Q6的漏极，电阻R43设置于第五节点15和第四节点14之间，第五节点15串联电容C44和电容C43后接入高频换能变压器T1的IN线圈的引脚4。方波信号发生芯片U10的引脚1连接有电容C62、引脚2连接有电阻R61，电容C62与电阻R61并联后接入方波信号发生芯片U10的引脚3。方波信号发生芯片U10的引脚4、引脚7、引脚8、引脚9和引脚12接地，引脚14接工作电源。场效应管Q6的源极接网络FB上。还包括第二节点12，第二节点12分别与电容C58和电容C59连接，且第二节点12与方波信号发生芯片U10的引脚13连接。

[0014]方波信号发生芯片U10是方波信号发生芯片，其引脚14为工作电源输入脚，实际使用中我们要接上直流12～24V电源。方波信号发生芯片U10的引脚1处连接了一电容C62，该电容C62与电阻R61连接。最后电阻R61与方波信号发生芯片U10的引脚2连接构成阻容网络，阻容网络中C62与R61连接处再与方波信号发生芯片U10的引脚3连接。方波信号发生芯片U10的引脚4、引脚7、引脚8、引脚9以及引脚12接上地线(0V)。[0015]第一节点11处是整个电路的电源输入点，第一节点11经过电阻R59与场效应管Q7

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连接，场效应管Q7的漏极与场效应管Q5的漏极并联后连接到高频换能变压器T1的引脚5。[0016]方波信号发生芯片U10的引脚13产生的方波信号，在经过电容C58与电容C59后分为两路，其中经过电容C58的信号最终在连接到电阻R52的基础上与场效应管Q5、场效应管Q6的栅极连接，场效应管Q5的源极与地线(0V)连接、漏极与高频换能变压器T1的引脚5连接。场效应管Q6的源极与网络FB(前级开关电源的反馈信号输入端)连接、漏极与电阻R43连接后接地；同时场效应管Q6的漏极再与电容C43、电容C44串联后连接到高频换能变压器T1的引脚4。

[0017]本实施例中的方波发生芯片U10选用典型的芯片CD4047，它是一款CMOS无稳态/单稳态多谐振荡器，可以接成单稳态单路，也可以接成自激多谐振荡器。该芯片的引脚1连接的电容C62、引脚2连接的电阻R61共同组成RC网络，电路的震荡频率由该RC取值所决定。电容容量越大，振荡频率越小，反之振荡频率越大。

[0018]方波信号发生芯片U10的引脚13实际输出为一固定方波信号，其频率被设计为136KHZ。当第一节点11获得直流12-24V电源后，场效应管Q7在电阻R59(上拉电阻)作用下，当方波信号为高电平时，场效应管Q7截止，场效应管Q5和场效应管Q6饱和导通。由于第四节点14与第五节点15之间的电阻R43采用的是低阻值得功率电阻，所以高频换能变压器T1的引脚4和引脚5此时均为0V，高频换能变压器T1的IN线圈失电，线圈内部产生反电动势。当方波信号为低电平时，场效应管Q7得电导通，场效应管Q5和场效应管Q6均为截止状态，此时高频换能变压器T1的引脚5得到电压，引脚4保持0V电位，高频换能变压器T1的IN线圈得电工作。正因为PWM_136是方波信号，因此电容C43和电容C44起到通交流隔直流的作用，电路即可正常工作，高频换能变压器T1得到持续的脉冲方波信号，其输出端也会感应出相应电压的功率信号。

[0019]本实施例中场效应管Q6的源极还接到网络FB上，该网络最终会接到前级开关电源的输出的反馈调节口(图中未示出)，因此若高频换能变压器T1的负载发生变化，该变化能够在电阻R43的变换作用下呈现出来，从而反馈到前级开关电源，最终动态调节开关电源的输出功率实现恒定输出的目的。

[0020]尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但本实用新型的保护范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本实用新型的权利要求范围内。

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说　明　书　附　图

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图1

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