一种高精度线性隔离采样电路及其实施方法与流程

本发明涉及空间推进电源隔离采样技术领域，具体涉及一种高精度线性隔离采样电路及其实施方法。

背景技术：

高轨环境下高压侧电路和低压侧电路需要进行有效隔离，并且高压侧锂电池的电压能被低压侧线形反映出来。

作为上述电池采样隔离系统中核心部分的处理单元，其要求是能够进行线性隔离采样，为了满足下位机电路和高电压输出进行隔离，并且实施反映锂电池的电压的迫切需求，需要设计一种高精度线性隔离采样电路输出装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高精度线性隔离采样电路输出装置，通过设置v/f转换输入模块、变压器隔离模块和f/v转换输出模块，实现输出电压和采样电压实现线性隔离。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高精度线性隔离采样电路输出装置，其分别连接v/f转换输入模块、变压器隔离模块和f/v转换输出模块，所述的柔性切换装置包含：电压转频率模块，经过ad650及其外围电路，输入电压转换成输出频率，随着输入电压的不断增大，输出频率也随之增大。隔离模块，通过电容及其隔离变压器后，实现输出电路和输入电路的地进行隔离。频率转电压模块，经过ad650及其外围电路，输入频率转换成输出电压，随着输入频率的不断增大，输出电压也随之增大。

进一步，v/f转换时，随着输入电压的增大，频率随着增大，占空比也在不断增大。

基于上述高精度线性隔离采样装置的实施方法，包含以下步骤：

设定ad650芯片供电电压为+15v,-15v和5v。

输入信号源采集单体锂电池电压，一般设置成3v～5v。

在进行v/f转换和f/v转换时，12～14脚均接上相应的电阻值，来保证零偏现象。

f/v转换，将输出电压与输入信号源采集单体锂电池电压保持同步，成1：1的关系。

本发明与现有技术相比具有以下优点：通过采样锂电池电压，经过后续电压转频率电路，隔离电路和频率还原电压电路之后可以实现高压侧和低压侧的有效隔离，并通过电路中的参数设置，使得输出电压与采样电压保持一致，从而满足对高轨环境下高压侧电路和低压侧电路进行有效隔离并输出电压能线形反应采样电压的需要，高轨环境下对隔离采样电路暂无此电路应用形式。

附图说明

图1为本发明的整体电路图；

图2为本发明中v/f转换的电路图；

图3为本发明中f/v转换的电路图；

图4为实施例中本发明的输入输出转化表；

图5为本发明的一种高精度线性隔离采样装置框图。

具体实施方式

以下结合附图1-4所示，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种宽压输出并联柔性切换装置，其分别连接v/f转换输入模块、变压器隔离模块和f/v转换输出模块，如图2所示，芯片的采样电压计为vin，芯片的供电电压为+15v,-15v和5v，12～14脚是运放失调调整，加电阻主要是针对运放的零偏问题，1脚是运放的输出端，1脚和3脚上连接的电容称之为积分电容，和内部的运放电路结合起来，实质上是一个积分电路，通过对积分电容的正向充电和反向充电，1脚输出的是锯齿波。9脚是比较器的输入端，将1脚和9脚相连，通过1脚输出的是锯齿波和比较器内部的-0.6v进行比较来确定8脚的频率输出，6脚为单稳态定时电容，通过外接一个电容和内部的6.8k欧电阻来确定定时周期，由于该单稳电路本身存在300ns延迟传输时间，故单稳态定时周期tos＝(cos×6.8×10³+3×10^-7)秒，3脚是运放的反相输入端，通过外接输入电阻和6脚的单稳定时电容共同确定输入频率，v/f转换输出频率为

需要注意的是，v/f转换时，随着采样电压的增大，频率随着增大，占空比也在不断增大。这个输出频率通过变压器的磁隔离电路后，将作为下一级f/v转换的输入频率，变压器前端的输入电容作用是将正的输入频率变成正负的频率波形给变压器，再通过变压器后级的输出电容和快恢复二极管，将正负的频率波形还原成从0开始的频率波形输出，从而实现磁隔离。

如图3所示，还是运用ad650，输入频率先经过微分电路r7，c10，d2变成负电压～0.6v的波形，再加至比较器的输入端，用下降沿触发单稳电路进入新的一个周期，转换后的电压最终在1脚输出和采样电压成线性变化的电压，f/v转换器的输出电压与r3，c1成正比，f/v转换器输出电压为vout＝tos×r3×1ma×fin。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高精度线性隔离采样装置，其包含：电压转频率模块，经过AD650及其外围电路，输入电压转换成输出频率，随着输入电压的不断增大，输出频率也随之增大。隔离模块，通过电容及其隔离变压器后，实现输出电路和输入电路的地进行隔离。频率转电压模块，经过AD650及其外围电路，输入频率转换成输出电压，随着输入频率的不断增大，输出电压也随之增大。所述的电压转频率和频率转电压模块芯片均采用AD650，隔离模块采用驱动变压器进行隔离。本装置的优点是：通过给定的输入电压信号，可以通过该装置进行线性隔离采样。

技术研发人员：何晓阳;张俊亭;董宇;张兴;王玉宝;徐泽锋;周坤;陈姝慧
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.03.22