一种信号隔离器的制作方法

本发明涉及信号隔离的技术领域，特别是涉及一种信号隔离器。

背景技术：

信号隔离器主要用于信号的传输，隔离技术常用于工业网络环境的现场总线、军用电子系统、航空航天电子设备以及医疗设备中，尤其是一些应用环境比较恶劣的场合。使用隔离器的一个首要原因是为了消除噪声；另一个重要原因是保护器件免受高电压的危害。

在隔离变换器应用中，对于信号隔离器的隔离电压需求高达5kv以上。现有技术中，通常采用封装框架或者半导体晶圆实现耦合器件。然而，采用半导体晶圆会导致量产成本相对较高，采用封装框架虽然成本较低，但是难以实现多匝线圈传输。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种信号隔离器，既可以保证较低的成本，又可实现多匝线圈传输。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种信号隔离器，包括：pcb板，至少包括自上而下的第一外层、第一信号层、第二信号层和第二外层，所述第一信号层和所述第二信号层相邻设置；第一耦合线圈，设置在所述第一信号层上，头部与尾部与所第一外层相连；第二耦合线圈，设置在所述第二信号层上，头部与尾部与所述第二外层相连。

于本发明一实施例中，所述第一耦合线圈的头部和尾部通过盲孔与所述第一外层的焊盘相连。

于本发明一实施例中，所述第二耦合线圈的头部和尾部通过盲孔与所述第二外层的焊盘相连。

于本发明一实施例中，所述第一耦合线圈和所述第二耦合线圈分别为发送端耦合线圈和接收端耦合线圈。

于本发明一实施例中，所述第一耦合线圈和所述第二耦合线圈分别为接收端耦合线圈或发送端耦合线圈。

于本发明一实施例中，在单向传输架构下，所述发送端耦合线圈的匝数小于所述接收端耦合线圈的匝数。

于本发明一实施例中，所述pcb板为4层。

于本发明一实施例中，所述pcb板为6层或8层，所述第一信号层和所述第二信号层位于所述pcb板的中心两层，所述第一外层和所述第二外层位于所述pcb板的外层两层。

如上所述，本发明的信号隔离器，具有以下有益效果：

(1)通过设置多匝线圈，有效提高信号传输的鲁棒性；

(2)能够大大降低传输失效率，并且降低传输电路的设计难度；

(3)成本较低，实用性强。

附图说明

图1显示为本发明的信号隔离器于一实施例中的结构示意图。

元件标号说明

1第一外层

2第一信号层

3第二信号层

4第二外层

5第一耦合线圈

6第二耦合线圈

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明的信号隔离器通过设置多匝线圈，有效提高了信号传输的鲁棒性，并且大大降低了传输失效率和传输电路的设计难度，且成本较低，实用性强。

如图1所示，于一实施例中，本发明的信号隔离器包括：

pcb板，至少包括自上而下的第一外层1、第一信号层2、第二信号层3和第二外层4，所述第一信号层2和所述第二信号层3相邻设置。

其中，所述pcb板为多层结构，至少包括上述4层。于本发明一实施例中，所述pcb板可以为6层或8层。当所述pcb板的层数大于4层时，所述第一信号层2和所述第二信号层3位于所述pcb板的中心两层，所述第一外层1和所述第二外层位4于所述pcb板的外层两层，即在所述第一外层1和所述第一信号层2之间增加新层，在所述第二信号层3和所述第二外层4之间增加新层。

通过采用pcb板的结构，能够满足5kv耐压需求，从而满足信号隔离器的电压需求。

第一耦合线圈5，设置在所述第一信号层2上，头部与尾部与所第一外层1相连。于本发明一实施例中，所述第一耦合线圈5的头部和尾部通过盲孔与所述第一外层1的焊盘相连，从而实现所述第一耦合线圈5的信号的外接。

第二耦合线圈6，设置在所述第二信号层3上，头部与尾部与所述第二外层4相连。于本发明一实施例中，所述第二耦合线圈6的头部和尾部通过盲孔与所述第二外层4的焊盘相连，从而实现所述第二耦合线圈6的信号外接。

于本发明一实施例中，所述第一耦合线圈5和所述第二耦合线圈6分别为发送端耦合线圈和接收端耦合线圈。其中，所述第一耦合线圈5的头部和尾部与所述第一外层1的发送端口(tx)相连；所述第二耦合线圈6的头部和尾部与所述第二外层4的接收端口(rx)相连。

于本发明一实施例中，如图1所示，所述第一耦合线圈5和所述第二耦合线圈6分别为接收端耦合线圈或发送端耦合线圈。其中，所述第一耦合线圈5的头部和尾部与所述第一外层1的接收端口(rx)相连；所述第二耦合线圈6的头部和尾部与所述第二外层4的发送端口(tx)相连。

其中，所述第一信号板2和所述第二信号板3的板材越薄，耦合线圈的耦合系数越大，耐压参数就越低。因此，在实际生产中，可根据需求选择所述第一信号板2和所述第二信号板3的板材厚度。

通过所述第一耦合线圈5和所述第二耦合线圈6的结构设置，自感可达几百nh，且耦合系数高于0.4，从而大大降低信号隔离器的传输失效率，并且降低传输电路的设计难度。

于本发明一实施例中，在单向传输架构下，所述发送端耦合线圈的匝数小于所述接收端耦合线圈的匝数，从而实现更高的电压传输比，使得接收端电路更加简单。

在本发明的信号隔离器的应用中，发送端电路需要很高的di/dt驱动，使得发送端有较高的电压脉冲，合适的耦合系数与电压匝数比设计使得接收端有高于1v以上的电压脉冲，且脉冲宽度至少大于3ns，则接收端电路能够正常地检测到该数字信号。

综上所述，本发明的信号隔离器通过设置多匝线圈，有效提高信号传输的鲁棒性；能够大大降低传输失效率，并且降低传输电路的设计难度；成本较低，实用性强。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种信号隔离器，其特征在于：包括：

pcb板，至少包括自上而下的第一外层、第一信号层、第二信号层和第二外层，所述第一信号层和所述第二信号层相邻设置；

第一耦合线圈，设置在所述第一信号层上，头部与尾部与所第一外层相连；

第二耦合线圈，设置在所述第二信号层上，头部与尾部与所述第二外层相连。

2.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述第一耦合线圈的头部和尾部通过盲孔与所述第一外层的焊盘相连。

3.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述第二耦合线圈的头部和尾部通过盲孔与所述第二外层的焊盘相连。

4.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述第一耦合线圈和所述第二耦合线圈分别为发送端耦合线圈和接收端耦合线圈。

5.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述第一耦合线圈和所述第二耦合线圈分别为接收端耦合线圈或发送端耦合线圈。

6.根据权利要求4或5所述的信号隔离器，其特征在于：在单向传输架构下，所述发送端耦合线圈的匝数小于所述接收端耦合线圈的匝数。

7.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述pcb板为4层。

8.根据权利要求1所述的信号隔离器，其特征在于：所述pcb板为6层或8层，所述第一信号层和所述第二信号层位于所述pcb板的中心两层，所述第一外层和所述第二外层位于所述pcb板的外层两层。

技术总结
本发明提供一种信号隔离器，包括：PCB板，至少包括自上而下的第一外层、第一信号层、第二信号层和第二外层，所述第一信号层和所述第二信号层相邻设置；第一耦合线圈，设置在所述第一信号层上，头部与尾部与所第一外层相连；第二耦合线圈，设置在所述第二信号层上，头部与尾部与所述第二外层相连。本发明的信号隔离器既可以保证较低的成本，又可实现多匝线圈传输。

技术研发人员：罗九兵;王立龙;胡如波;王新成;胡建伟;吴伟江
受保护的技术使用者：福州瑞芯微电子股份有限公司
技术研发日：2020.03.24
技术公布日：2020.06.09