一种数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路的制作方法

本实用新型涉及开关电源应用领域，特别是涉及一种用于数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路。

背景技术：

近年来，市场对于开关电源的要求越来越高，响应速度更快、效率更高、体积更小、成本更低成为开关电源的发展趋势，传统的模拟控制正逐渐变得很难实现这些应用需求。而以数字信号处理器为控制核心的大功率数字电源技术应运而生，并已经得到飞快的发展。由于数字电源的智能化、零件的共通化使得它能够灵活应对不同客户的需求，这就可以降低开发周期和开发成本。

但是数字开关电源的控制器是在副边，而远程开关控制信号即ON/OFF信号在原边，要实现远程开关控制，一般情况下是采用光耦隔离的方案，将ON/OFF信号通过光耦隔离传输到副边。该方案最大的问题就是光耦器件的体积太大，在一些体积较小的电源上无法满足要求。

本实用新型针对传统数字开关电源ON/OFF信号的隔离检测环节，提出一种新的数字开关电源原边ON/OFF信号的隔离检测线路。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是提供一种数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，该线路包括输入滤波线路，开关电源原边功率线路，其通过一个第一隔离变压器与开关电源副边整流线路耦合，一个降压调制器芯片，一个第二隔离变压器，一个原边辅助供电线路，一个副边辅助供电线路，一个电压信号采样电路，上述降压调制器芯片与第二隔离变压器的原边绕组、原边辅助供电线路连接，上述第二隔离变压器的副边绕组与副边辅助供电线路连接，电压信号采样电路与副边辅助供电线路连接，其特征在于，远程开关信号位于开关电源模块本体之外，通过一个第一电阻与原边辅助供电线路连接，通过微调节辅助供电电压实现对远程开关信号的状态检测。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述降压调制器芯片包含一个第一端口Vin，一个第二端口SW，一个第三端口BST和一个第四端口FB；Vin是供电端口通过一个第五电阻与开关电源的母线电压连接；第二端口SW输出PWM信号，与原边辅助供电线路的一个第二电容连接；第三端口BST通过一个第一电容与第二端口SW连接。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述原边辅助供电线路包含一个第二电容、一个第三电容、一个第四电容、一个第二电阻、一个第三电阻、一个第四电阻，其中第二电容和第四电阻串联跨接在第二隔离变压器原边绕组两端，其中间连接点接第三电容，第二电容的另一端连接降压调制器芯片的第二端口SW，第四电阻的另外一端连接第四电容的一端，第四电容的另外一端接地，第二电阻和第三电阻串联，一端连接第四电容的一端，另外一端接地，其中心连接点接第三电容的另外一端及降压调制器芯片的第四端口FB。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述第二电容、第四电阻和第三电容构成一个闭环线路，使原边辅助供电电压VCC闭环可控。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述远程开关信号通过一个第一电阻与原边辅助供电线路的第二电阻和第三电阻的串联中心点连接，远程开关信号参与辅助供电线路的电压调节。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述远程开关指的是开关电源的一个输入引脚 ON/OFF 脚，其状态由外部线路提供，或者说是由客户的应用线路提供，有接地、悬空或者高电平三种状态。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述副边供电线路包含一个第一整流二极管、一个第六电阻、一个第五电容，其中第一二极管的阳极连接第二隔离变压器的副边绕组一端，第一二极管的阴极连接第六电阻，第六电阻的另外一端连接第五电容的一端，输出电压为副边辅助供电电压，第五电容的另外一端与第二隔离变压器副边绕组的另外一端一起接副边的地。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述电压信号采样电路包含一个第七电阻、一个第八电阻、一个第六电容，第七电阻连接副边辅助供电电压与第八电阻串联后接地，第六电容与第八电阻并联，该电压信号采样电路由电阻和电容串并联构成，对辅助线路电压进行线性缩小。

优选地，上述数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路，其特征在于，上述数字开关电源的主功率线路可以是正激、反激、桥式、或者其他任何一种开关电源功率架构。

该线路结构不增加任何器件，并且减少了一个光耦器件，使得众多数字开关电源可以简单地通过电压采样即可获取原边远程开关信号的状态，从而节省了空间，降低了复杂度，为数字开关电源实现原边远程开关控制提供了便利的方案。

附图说明

图１是数字开关电源原边ON/OFF信号的隔离检测线路示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳的一个实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提供一种数字开关电源中远程开关信号的隔离检测线路。图1中的实施线路包含输入滤波线路，其由输入电感Lin、输入电容Cin构成，输入电压Vin经过滤波线路后的电压是Vs，Vs连接开关电源的原边功率线路，原边功率线路通过一个第一隔离变压器T100与开关电源副边整流线路耦合，一个降压调制器芯片IC1，一个第二隔离变压器10，一个原边辅助供电线路20，一个副边辅助供电线路30，一个电压信号采样电路50，IC1通过一个第五电阻R5与Vs连接，给第一端口Vin供电，IC1的一个第二端口SW与10的原边绕组和20线路的一个第二电容C2连接，上述10副边绕组与30的一个第一二极管CR1的阳极连接。

IC1还包含一个第二端口SW，一个第三端口BST和一个第四端口FB，SW输出PWM信号，BST通过一个第一电容C1与SW连接。20包含一个第二电容C2、一个第三电容C3、一个第四电容C4、一个第二电阻R2、一个第三电阻R3、一个第四电阻R4，其中C2和R4串联跨接在10原边绕组两端，其中间连接点接C3，C2的另一端连接SW，R4的另外一端连接C4的一端，即原边辅助供电电压VCC，C4的另外一端接地，R2和R3串联，一端连接VCC，另外一端接地，其中心连接点接C3的另外一端及FB。C2、R4和C3构成闭环线路，使原边辅助供电电压VCC闭环可控。

本文中远程开关指的是开关电源的一个输入引脚 ON/OFF 脚，通过一个第一电阻R1与R2和R3的串联中心点连接，远程开关的电压信号由外部线路提供，或者说是由客户的应用线路提供，有接地、悬空或者高电平三种状态。

图1中30线路包含一个第一整流二极管CR1、一个第六电阻R6、一个第五电容C5，CR1的阴极连接R6，R6另外一端连接C5的一端，C5输出电压为副边辅助供电电压VSEC，C5的另外一端与10的副边绕组的另外一端一起接副边的地。电压信号采样电路50包含一个第七电阻R7、一个第八电阻R8、一个第六电容C6，R7连接副边辅助供电电压VSEC与R8串联后接地，C6与R8并联，该线路由电阻和电容串并联构成，对辅助线路电压进行线性缩小。因为VSEC电压一般都会超出数字开关电源的单片机采样的范围，需要通过信号处理线路进行比例缩小。VSEC电压经R7和R8分压后为VAD01，VAD01进入MCU的ADC输入端。

由于IC1内部的线路结构，FB端口的电压会稳定在1.225V，当ON/OFF 接地、悬空或者给一个高电平时，根据叠加原理，VCC电压会有一个对应的电压，由10的匝比关系，VSEC会有一个相应的电压。

当ON/OFF接地时，ON/OFF电压为0V，计算公式如下：

VCC=1.225*(R2+A)/A；

当ON/OFF 悬空时，ON/OFF相当于开路，计算公式如下：

VCC=1.225*( R2+R3)/R3

当ON/OFF 外加电压暂时用V1表示，计算公式如下：

VCC=(1.225-V1*B/(R1+B))*(R2+A)/A

VSEC = VCC*Ns/Np - VF

采样电压信号VAD01=VSEC*R8/(R7+R8)

上述公式中，定义A是R1和R3并联后的组值，B是R2和R3并联后的组值，VF是CR1的二极管导通压降，Np、Ns分别是第二隔离变压器10的原副边绕组的匝数 。

在不考虑二极管压降VF的时候，VSEC跟VCC成线性比例关系，ON/OFF的不同连接方式对应了不同的VAD01电压。也就是说，不同的VAD01电压范围对应着不同的ON/OFF的状态，那么VSEC的电压范围自然也就对应着ON/OFF的状态，我们就可以通过VSEC的电压获取当前ON/OFF的状态。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施案例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施案例做出多种变更或修改。