一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构的制作方法

本发明涉及微电子，尤其涉及一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构。

背景技术：

1、传统的隔离式dc/dc变换器信号反馈采用的隔离方式为光耦隔离，工作原理是通过空气、环氧树脂或模塑化合物等电介质绝缘材料，将led光源传输到光晶体管。光源传输能力会随着时间的推移而退化，技术人员会通过超额指定所需的偏置电流来补偿这种老化效应，因此光耦隔离往往具有更高的功耗。而且光耦存在抗辐照能力差、ctr随工作温度变化大等缺点，使得在空间抗辐照、长期高可靠性要求的航天航空领域一般采用对辐照不敏感的磁隔离反馈来代替光耦隔离。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，能代替光耦隔离和常规的电容器隔离，既可有效解决光耦隔离应用中的缺陷，又易实现电源的小型化，可广泛应用于航天航空领域。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，包括滤波整流电路、隔离变压器以及电压采样电路，前级信号v前级通过隔离变压器传递至后级的电压采样电路，所述电压采样电路对前级信号v前级进行电压采样得到误差信号；所述误差信号通过隔离变压器传递至前级的滤波整流电路，所述滤波整流电路对误差信号进行滤波与整流后形成反馈信号v反馈。

4、进一步地，所述滤波整流电路包括第一二极管、第一电容和第一电阻，第一二极管的正极连接第一电容的第一端和反馈信号v反馈，第一二极管的负极连接隔离变压器的前级第一端和第一电阻的第二端，第一电阻的第一端接入前级信号v前级，隔离变压器的前级第二端和第一电容的第二端接地。

5、进一步地，所述电压采样电路至少包括运算放大器，前级信号v前级通过第二二极管和第五二极管整流后形成供电信号vcc，供电信号vcc通过第六电阻稳压后接入运算放大器的正向输入端，采样电平接入运算放大器的反向输入端，运算放大器的输出端输出电压采样信号。

6、进一步地，所述运算放大器的正向输入端连接有三端稳压器。

7、进一步地，所述运算放大器的负向输入端分别连接有用于分压的第四电阻和第五电阻，且第五电阻连接输出电压vout。

8、进一步地，所述第五电阻的取值方法包括：

9、r5＝(r4×vout)/(vref)-r4

10、其中，vref为参考电压。

11、进一步地，所述运算放大器的负向输入端和输出端之间连接有用于反馈信号v反馈环路补偿的第三电阻和第二电容。

12、进一步地，所述运算放大器的输出端输出电压采样信号后，通过三极管、第三二极管和第四二极管处理后得到误差信号。

13、进一步地，所述三极管的基极连接运算放大器的输出端，集电极连接第四二极管的负极，发射极连接第三二极管的正极。

14、进一步地，所述第三二极管的负极连接隔离变压器的后级第一端，第四二极管的正极连接隔离变压器的后级第二端。

15、本发明的有益效果在于：

16、本发明提出了一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，能代替光耦隔离和常规的电容器隔离，既可有效解决光耦隔离应用中的缺陷，又易实现电源的小型化，可广泛应用于航天航空领域。

技术特征：

1.一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，包括滤波整流电路、隔离变压器以及电压采样电路，前级信号v前级通过隔离变压器传递至后级的电压采样电路，所述电压采样电路对前级信号v前级进行电压采样得到误差信号；所述误差信号通过隔离变压器传递至前级的滤波整流电路，所述滤波整流电路对误差信号进行滤波与整流后形成反馈信号v反馈。

2.根据权利要求1所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述滤波整流电路包括第一二极管(d1)、第一电容(c1)和第一电阻(r1)，第一二极管(d1)的正极连接第一电容(c1)的第一端和反馈信号v反馈，第一二极管(d1)的负极连接隔离变压器(t1)的前级第一端和第一电阻(r1)的第二端，第一电阻(r1)的第一端接入前级信号v前级，隔离变压器(t1)的前级第二端和第一电容(c1)的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述电压采样电路至少包括运算放大器(u1)，前级信号v前级通过第二二极管(d2)和第五二极管(d5)整流后形成供电信号vcc，供电信号vcc通过第六电阻(r6)稳压后接入运算放大器(u1)的正向输入端，采样电平接入运算放大器(u1)的反向输入端，运算放大器(u1)的输出端输出电压采样信号。

4.根据权利要求3所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述运算放大器(u1)的正向输入端连接有三端稳压器(u2)。

5.根据权利要求3所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述运算放大器(u1)的负向输入端分别连接有用于分压的第四电阻(r4)和第五电阻(r5)，且第五电阻(r5)连接输出电压vout。

6.根据权利要求5所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述第五电阻(r5)的取值方法包括：

7.根据权利要求3所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述运算放大器(u1)的负向输入端和输出端之间连接有用于反馈信号v反馈环路补偿的第三电阻(r3)和第二电容(c2)。

8.根据权利要求3所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述运算放大器(u1)的输出端输出电压采样信号后，通过三极管(v1)、第三二极管(d3)和第四二极管(d4)处理后得到误差信号。

9.根据权利要求8所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述三极管(v1)的基极连接运算放大器(u1)的输出端，集电极连接第四二极管(d4)的负极，发射极连接第三二极管(d3)的正极。

10.根据权利要求8所述的一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，其特征在于，所述第三二极管(d3)的负极连接隔离变压器(t1)的后级第一端，第四二极管(d4)的正极连接隔离变压器(t1)的后级第二端。

技术总结
本发明公开了一种用于信号传输反馈的双向磁隔离线路结构，包括滤波整流电路、隔离变压器以及电压采样电路，前级信号通过隔离变压器传递至后级的电压采样电路，所述电压采样电路对前级信号进行电压采样得到误差信号；所述误差信号通过隔离变压器传递至前级的滤波整流电路，所述滤波整流电路对误差信号进行滤波与整流后形成反馈信号。本发明的双向磁隔离线路结构，能代替光耦隔离和常规的电容器隔离，既可有效解决光耦隔离应用中的缺陷，又易实现电源的小型化，可广泛应用于航天航空领域。

技术研发人员：武春风,周树静,杜浩铭,胡奇,刘林涛,魏红,杨俊川
受保护的技术使用者：航天科工微电子系统研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24