一种直流电压传输电路的制作方法

本实用新型涉及隔离电路技术领域，尤其涉及一种直流电压传输电路。

背景技术：

在各种电路中，往往需要在隔离的电路之间传递一些模拟信号，目前通常采用线性光耦、变压器隔离等方式实现。但是，线性光耦价格较为昂贵，且存在光衰问题，到了一定的时间检测精度就会变差，不适合用在成本要求较高、寿命要求较长的场合；变压器隔离电路复杂，测试范围较小，精度较差，功耗较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的线性光耦价格昂贵以及变压器隔离电路复杂、精度差和功耗大的缺陷，提供一种直流电压传输电路。

本实用新型为了达到上述目的，采用的技术方案是：一种直流电压传输电路，用于将直流电压信号传递到副边，所述直流电压传输电路包括充电开关管、第一放电支路、第一隔离电容、第二放电支路以及第二隔离电容，所述充电开关管连接直流电压信号，且所述充电开关管与所述第一隔离电容、终端电阻以及所述第二隔离电容依次串联连接形成充电回路；所述第一放电支路、所述第一隔离电容、所述第二放电支路以及所述第二隔离电容串联连接形成放电回路；其中，所述直流电压信号在所述充电开关管闭合、所述第一放电支路和所述第二放电支路断开时，通过所述充电开关管、所述第一隔离电容和所述第二隔离电容组成的充电回路传递到所述终端电阻，通过测量所述终端电阻的电压即可得到所述直流电压信号的电压。

优选地，所述充电开关管的第一端与所述原边待测直流电压源的第一端连接，所述充电开关管的第二端分别与所述第一隔离电容的第一端和所述第一放电支路的第一端连接，所述第一隔离电容的第二端分别与所述终端电阻的第一端和所述第二放电支路的第一端连接，所述第一放电支路的第二端分别与所述原边待测直流电压源的第二端和所述第二隔离电容的第一端连接，所述第二放电支路的第二端分别与所述第二隔离电容的第二端和所述终端电阻的第二端连接后接地。

优选地，所述充电开关管、所述第一放电支路和所述第二放电支路的导通频率相同。

优选地，所述充电开关管、所述第一放电支路和所述第二放电支路的导通频率f、所述第一隔离电容和所述第二隔离电容串联的等效电容C、所述终端电阻的阻值R之间满足如下关系：

RC＞＞1/f。

优选地，所述第一放电支路包括第一放电开关管，所述第二放电支路包括第二放电开关管。

优选地，所述第一放电开关管、所述第二放电开关管与所述充电开关管的通断状态相反。

优选地，所述第一放电开关管、所述第二放电开关管驱动信号相同，且与所述充电开关管的驱动信号为互补关系。

优选地，所述充电开关管、所述第一放电开关管和所述第二放电开关管为金属-氧化物半导体场效应晶体管、三极管、绝缘栅双极型晶体管中的一种。

优选地，所述第一放电支路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻与所述第一放电开关管串联。

优选地，所述第二放电支路还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻与所述第二放电开关管串联。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本实用新型采用常用的电容、信号开关管实现将原边的直流电压信号传递到副边，通过测量副边终端电阻的电压，即可得到原边直流电压的值，实现了隔离电压传输功能，电路简单、实用、寿命长、成本低廉。

附图说明

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，在附图中：

图1所示是本实用新型一实施例提供的直流电压传输电路的电路示意图；

图2所示是图1所示的直流电压传输电路的充电网络工作示意图；

图3所示是图1所示的直流电压传输电路的放电网络工作示意图；

图4所示是图1所示的直流电压传输电路的工作波形图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1所示是本实用新型一实施例提供的直流电压传输电路的电路示意图。如图1所示，本实用新型提供的直流电压传输电路用于将直流电压信号Vp传递到终端电阻R所在的副边。所述直流电压传输电路包括充电开关管Q1、第一放电支路、第一隔离电容C1、第二放电支路以及第二隔离电容C2。所述充电开关管Q1连接所述直流电压信号Vp，且所述充电开关管Q1与所述第一隔离电容 C1、终端电阻R以及所述第二隔离电容C2依次串联连接形成充电回路；所述第一放电支路、所述第一隔离电容C1、所述第二放电支路以及所述第二隔离电容C2串联连接形成放电回路；其中，所述直流电压信号Vp在所述充电开关管 Q1闭合、所述第一放电支路和所述第二放电支路断开时，通过所述充电开关管 Q1、所述第一隔离电容C1和所述第二隔离电容C2组成的充电回路传递到所述终端电阻R。上述直流电压传输电路采用常用的阻容、开关管将原边直流电压信号传递到副边的终端电阻，实现了隔离电压检测功能，电路简单、适用、寿命长、成本低廉。

具体地，所述充电开关管Q1的第一端与所述原边待测直流电压源Vp的第一端连接，所述充电开关管Q1的第二端分别与所述第一隔离电容C1的第一端和所述第一放电支路的第一端连接，所述第一隔离电容C1的第二端分别与所述终端电阻R的第一端和所述第二放电支路的第一端连接，所述第一放电支路的第二端分别与所述原边待测直流电压源Vp的第二端和所述第二隔离电容C2的第一端连接，所述第二放电支路的第二端分别与所述第二隔离电容C2的第二端和所述终端电阻R的第二端连接后接地。

进一步地，所述第一放电支路包括第一放电开关管Q2，所述第二放电支路包括第二放电开关管Q3，且所述第一放电开关管Q2、所述第二放电开关管Q3 与所述充电开关管Q1的通断状态相反。这样，当第一放电开关管Q2和第二放电开关管Q3断开且充电开关管Q1导通时，形成如图2所示的充电回路，通过所述充电开关管Q1、所述第一隔离电容C1和所述第二隔离电容C2组成的充电回路将所述直流电压信号Vp传递到所述终端电阻R；当第一放电开关管Q2和第二放电开关管Q3导通且充电开关管Q1断开时，形成如图3所示的放电回路，通过第一放电开关管Q2、第二放电开关管Q3、第一隔离电容C1和第二隔离电容C2组成的放电回路将电容C1、C2的电压放到零，保证电容C1、C2无电荷累积。

进一步地，所述充电开关管Q1、所述第一放电支路和所述第二放电支路的导通频率相同。由此，可以保证所述第一放电开关管Q2、所述第二放电开关管 Q3与所述充电开关管Q1的通断状态相反。

进一步地，所述充电开关管Q1、所述第一放电支路和所述第二放电支路的导通频率f、所述第一隔离电容C1和所述第二隔离电容C2串联的等效电容C、所述终端电阻的阻值R之间满足如下关系：

RC＞＞1/f。

图2所示是图1所示的直流电压传输电路的充电网络工作示意图；图3所示是图1所示的直流电压传输电路的放电网络工作示意图；图4所示是图1所示的直流电压传输电路的工作波形图。在图4中，从上到下依次为原边直流电压信号Vp的电压波形图，充电开关管Q1的驱动信号图，第一放电开关管Q2 的驱动信号图，第二放电开关管Q3的驱动信号图，以及副边的终端电阻R的电压波形图。下面结合图2-4，详述本实用新型的工作原理：

如图2所示，当Q1闭合，Q2、Q3断开时，原边待检测直流电压信号和充电开关管、所述第一隔离电容和所述第二隔离电容相连，它们组成充电网络。充电网络工作时，待检测直流电压信号通过如图2的回路，传递到终端电阻所在的副边，副边采样电压波形如图4。由于RC＞＞1/f，可认为在这个过程中采样电压的电平不变，即电容C1和C2上不消耗电压，副边电压保持不变。在这个时间内，取终端电阻的上端点Vs的电压即为原边传递到副边的采样电压信号；为了抑制干扰、提高采样信号的稳定度，一般取若干个周期的电压值进行平均，得到最终的采样电压，如图4波形示例，原边2.5V的电压通过该电路传递，副边可以得到2.494V的电压，误差为-0.24％。

如图3所示，当Q1断开，Q2、Q3闭合时，第一放电开关管、第二放电开关管、第一隔离电容和第二隔离电容组成的放电网络工作。如图3所示，由于放电电阻为零或者很小，放电回路很快将电容C1、C2的电压放到零，保证电容 C1、C2无电荷累积、在RC回路中的分压几乎为零，保证了该电路的检测准确性。

进一步地，所述充电开关管、所述第一放电开关管和所述第二放电开关管为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)、三极管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)中的一种。需要说明的是，所述充电开关管、所述第一放电开关管和所述第二放电开关管还可以为其它类型的半导体开关，本申请在此仅是举例说明，并不是限制。其中，充电开关管Q1闭合时，第一放电开关管Q2和第二放电开关管Q3处于断开状态；充电开关管Q1断开时，第一放电开关管Q2 和第二放电开关管Q3处于闭合状态。因此，如图4所示，在本实用新型一优选实施例中，Q2、Q3的驱动信号相同，并且与Q1的驱动信号为互补关系，即Q1 的驱动信号为高电平(假设高电平为导通信号)时，Q2、Q3的驱动信号为低电平；Q1的驱动信号为低电平时，Q2、Q3的驱动信号为高电平。由此，可以保证所述第一放电开关管Q2、所述第二放电开关管Q3与所述充电开关管Q1的通断状态相反。

进一步地，所述第一放电支路还包括第一限流电阻(图中未示出)。其中，该第一限流电阻与第一放电开关管Q2串联。

进一步地，所述第二放电支路还包括第二限流电阻(图中未示出)。其中，该第二限流电阻与第二放电开关管Q3串联。

本实用新型采用常用的电容、信号开关管实现将原边的直流电压信号传递到副边，通过测量副边终端电阻的电压，即可得到原边直流电压的值，实现隔离电压检测功能，电路简单、实用、寿命长、成本低廉。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。