本实用新型涉及信号隔离技术领域，尤其涉及一种单通道信号隔离电路。
背景技术：
随着科学技术的发展和产品需求的多样性，电器设备的功能日趋多样化。而在电器设备的设计和使用过程中，会产生各种各样的信号：既有微弱的毫伏级的小信号，又有数十伏的大信号，甚至还有高达数千伏的强信号。上述低压信号和高压信号都要经过互相传递和输送的过程。在不同信号的传输过程中，为了避免低压信号和高压信号之间相互干扰，信号隔离电路的使用显得尤为重要。
在现有的信号隔离电路中，主要分为以下三种类型：
(1)光电隔离器，也称光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时，发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流从输出端流出，从而实现了“电—光—电”的转换。与其他隔离技术相比，光电隔离器成本较高，而且存在传输速率低，功耗高以及LED老化等问题。
(2)电感式隔离器，由于其在应用过程中取消了光电耦合器中影响效率的光电转换环节，因此其功耗仅为光电耦合器的1/10～1/50。但由于该隔离方案集成了多路数字通信，故成本较高，并且存在易受外部磁场或噪声干扰等问题。
(3)电容式隔离器，为了提高抗电磁干扰能力，在现有技术中一般采用数字隔离器。但由于该隔离方案也集成了多路数字通信，且需要外部提供独立的隔离DCDC电源，导致了电路设计较为复杂，并产生成本较高的问题。
综上所述，现有技术在解决高低压信号隔离的相关问题时，通常都存在电路复杂且成本较高等问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种单通道信号隔离电路，实现了低压侧信号和高压侧信号之间的传递，降低了成本，技术方案如下：
一种单通道信号隔离电路，该电路包括：依次相连的低压侧控制模块、信号隔离模块和高压侧控制模块；其中，
所述低压侧控制模块，用于产生驱动信号，并将所述驱动信号输出到所述信号隔离模块；
所述信号隔离模块包括变压器，所述变压器的初级线圈根据接收到的所述驱动信号，形成第一交流信号，并将第一交流信号传递到所述变压器的次级线圈，使得所述次级线圈产生第二交流信号；
所述高压侧控制模块，用于接收所述第二交流信号进行处理。
进一步的，所述低压侧控制模块包括：
供电单元，与所述变压器的初级线圈的第一端相连，用于产生供电电压信号；
第一微处理器，与所述变压器的初级线圈的第二端相连，用于产生脉宽调制信号；相应的，
所述初级线圈根据接收到的所述供电电压和所述脉宽调制信号形成第一交流信号。
进一步的，所述低压侧控制模块还包括：
依次相连的第一电阻和开关单元；其中，
第一电阻与所述开关单元连接在第一微处理器和所述初级线圈的第二端之间；
所述开关单元，用于获取经过第一电阻限流处理后的脉宽调制信号，并输出开关信号到所述初级线圈；相应的，
所述初级线圈根据接收到的所述开关信号和所述供电电压信号形成第一交流信号。
进一步的，所述低压侧控制模块还包括：
滤波单元，连接在所述供电单元和所述初级线圈的第一端之间，用于对所述供电电压信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电压信号输出到所述初级线圈。
进一步的，所述信号隔离模块还包括：整流单元；
所述整流单元的输入端与所述变压器的次级线圈相连，输出端与所述高压侧控制模块相连，用于对所述第二交流信号进行整流滤波处理，得到目标输出信号输出到所述高压侧控制模块，以供所述高压侧控制模块进行处理。
进一步的，所述滤波单元包括第二电阻和第一电容；其中，
所述第二电阻的第一端与所述供电单元相连，第二端通过所述第一电容接地；
所述第二电阻的第二端作为滤波处理后的电压信号的输出端与所述初级线圈的第一端相连。
进一步的，所述整流单元包括：第一二极管、第三电阻、第二电容和第二二极管；其中，
第一二极管与第三电阻串联后的电路，通过第二电容接地；
所述第二二极管并联在第二电容的两端；
所述第二二极管的阴极作为所述目标输出信号的输出端，与所述高压侧控制模块相连。
进一步的，所述开关单元为NPN型MOS管，所述NPN型三极管的基极与所述第一电阻相连；
所述三极管的发射极接地；
所述三极管的集电极与所述变压器的初级线圈的第二端相连。
进一步的，所述高压侧控制模块为单体电压采集芯片或第二微处理器。
本实用新型提供了一种单通道信号隔离电路，该电路包括低压侧控制模块、信号隔离模块和高压侧控制模块。其中，低压侧控制模块，用于产生驱动信号，并将驱动信号输出到信号隔离模块。信号隔离模块包括变压器，该变压器的初级线圈根据接收到的驱动信号，形成第一交流信号。利用变压器自身的特点，可将第一交流信号传递到变压器的次级线圈，使得次级线圈产生第二交流信号。高压侧控制模块接收第二交流信号进行处理。通过采用上述技术方案，实现了低压侧和高压侧之间信号的传递，并通过变压器将低压信号和高压信号进行了隔离。此外，本实用新型提供的单通道隔离电路设计简单，具有体积小、成本低的优势。相对于多通道信号隔离电路，节省了信号通道，同时也解决了采用多通道信号隔离电路时需单独提供隔离电源的问题，有效降低了电路成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的一种单通道信号隔离电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的一种单通道信号隔离电路的结构示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的一种单通道信号隔离电路的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的一种单通道信号隔离电路的结构示意图。该电路可应用到低压侧信号和高压侧信号的传递过程中，典型的如电动汽车BMS(Battery Management System，电池管理系统)领域，适合作为单线隔离唤醒使用。如图1所示，本实施提供的单通道信号隔离电路包括：依次相连的低压侧控制模块110、信号隔离模块120和高压侧控制模块130。其中，
低压侧控制模块110，用于产生驱动信号，并将驱动信号输出到信号隔离模块120。信号隔离模块120包括变压器121，该变压器的初级线圈根据接收到的驱动信号，形成第一交流信号，并将第一交流信号传递到变压器的次级线圈，使得次级线圈产生第二交流信号。高压侧控制模块130，用于接收第二交流信号进行处理。
示例性的，本实施例中的低压侧控制模块中可以包括MCU(Microcontroller Unit，微处理器)，用于产生驱动信号。该驱动信号可以为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，也可以为其他类型的方波信号。变压器的初级线圈根据接收到的驱动信号形成一定频率的第一交流信号。该第一交流信号在电磁场的作用下，将传递到变压器的次级线圈上形成一定频率的第二交流信号，从而实现了信号从低压侧向高压侧的传递。
由于本实施例的技术方案是在低压侧和高压侧之间接入了变压器进行信号隔离，电路设计简单，在实现信号隔离的前提下，同时还具有体积小、成本低等优势。
本实施例一提供了一种单通道信号隔离电路，通过将变压器连接在低压侧控制模块和高压侧控制模块之间，利用变压器自身的特点，可实现低压侧信号和高压侧信号之间的传递，并将低压信号和高压信号进行隔离。相对于多通道信号隔离电路，节省了信号通道，同时也解决了采用多通道信号隔离电路时需单独提供隔离电源的问题，有效降低了电路成本。
实施例二
图2为本实用新型实施例二提供的一种单通道信号隔离电路的结构示意图，本实施例二在上述实施例的基础上进行了优化。如图2所示，本实施例提供的单通道信号隔离电路包括：低压侧控制模块210、信号隔离模块220和高压侧控制模块230。其中，信号隔离模块220包括变压器T1。下面分别对各个功能模块的内部结构和工作原理进行具体介绍：
1、低压侧控制模块210：
低压侧控制模块210包括供电单元211、第一微处理器212、滤波单元213、第一电阻和开关单元214。具体的，
(1)供电单元211，与变压器T1的初级线圈的第一端相连，用于产生供电电压信号。第一微处理器212，与变压器T1的初级线圈的第二端相连，用于产生脉宽调制信号。此时，供电单元211产生的供电电压信号和第一微处理器212产生的脉宽调制信号相结合可作为驱动信号，相应的，变压器T1的初级线圈根据接收到的供电电压和脉宽调制信号形成第一交流信号。
示例性的，本实施例中的供电单元为供电电源VCC。
(2)滤波单元213，连接在供电单元211和初级线圈的第一端之间，用于对供电电压信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电压信号输出到初级线圈。通过本实施例中的滤波单元，可滤除供电电压中的干扰噪声，起平滑电压的作用。
具体的，图3为本实用新型实施例二提供的一种单通道信号隔离电路的电路示意图。如图3所示，滤波单元包括第二电阻R2和第一电容C1。其中，
第二电阻R2的第一端与供电单元VCC相连，第二端通过第一电容C1接地。第二电阻R2的第二端作为滤波处理后的电压信号的输出端与初级线圈的第一端相连。
(3)开关单元214，与第一电阻R1连接在第一微处理器212和初级线圈的第二端之间。开关单元214，用于获取经过第一电阻限流处理后的脉宽调制信号，并输出开关信号到初级线圈。此时，供电单元211产生的供电电压信号和开关单元214产生的脉宽调制信号相结合可作为驱动信号，相应的，初级线圈根据接收到的开关信号和供电电压信号形成第一交流信号。
示例性的，本实施例中，开关单元214可以为NPN型三极管Q1或者NMOS。如图3所示，该三极管Q1的基极与第一电阻R1相连；该三极管Q1的发射极接地；该三极管Q1的集电极与变压器的初级线圈的第二端相连。
具体的，第一微处理器产生PWM信号后，通过限流电阻R1可控制三极管Q1的导通和关断，从而输出一定频率的开关信号，此开关信号也为PWM信号。输出的PWM信号与供电电压相组合，可在变压器的初级线圈上形成一定频率的第一交流信号。
2、信号隔离模块220：
本实施例中，如图2和图3所示，信号隔离模块220还包括整流单元221，该整流单元221的输入端与变压器的次级线圈相连，输出端与高压侧控制模块230相连，用于对第二交流信号进行整流滤波处理后，得到目标输出信号输出到高压侧控制模块230，以供高压侧控制模块230进行处理。通过本实施例中的整流滤波单元，可得到低纹波、高稳定性的信号输出到高压侧控制模块。
具体的，如图3所示，整流单元221包括：第一二极管D1、第三电阻R3、第二电容C2和第二二极管D2。其中，
第一二极管D1与第三电阻R3串联后的电路，通过第二电容C2接地。第二二极管D2并联在第二电容C2的两端。第二二极管D2的阴极作为目标输出信号的输出端，与高压侧控制模块230相连。
示例性的，本实施例中的高压侧控制模块为单体电压采集芯片或第二微处理器，用于对整流单元输出的信号进行处理。整流电路输出的目标输出电压可作为高压侧控制模块的唤醒电压。
本实施例在上述实施例的基础上，通过采用滤波单元、开关单元可在变压器的初级线圈形成一定频率的第一交流信号。将第一交流信号从变压器的初级线圈传递到次级线圈后，通过整流单元进行整流滤波处理，可得到低纹波、高稳定性的第二交流信号输出到高压侧控制模块，以供高压侧控制模块进行处理。本实用新型实施例的单通道信号隔离电路不仅可以实现信号从低压侧到高压侧之间的传递，同时由于电路设计简单，也可达到降低电路成本的效果。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。