一种无待机功耗的电容型数字隔离器的制作方法

本发明涉及信号隔离，尤其涉及一种无待机功耗的电容型数字隔离器。

背景技术：

1、数字隔离器是一种可以实现隔离功能的电路器件，主要用于保护和隔离各个电路之间的相互影响。在电子系统中，数字信号和模拟信号进行传递时，数字隔离器具有很高的电阻隔离特性，以实现电子系统与用户之间的隔离。其基本原理是采用光电隔离技术或者磁性隔离技术，用光或者磁场代替传统的电流信号，进行数字信号的传输和处理。

2、数字隔离器的主要作用包括降低接地环路的噪声、电流隔离确保数据传输不是通过电气连接或泄漏路径，从而避免安全风险。此外，数字隔离器还能够在不同的电压域之间提供可靠的数据传输路径，且在启动时不需要考虑初始化。

3、然而，隔离会带来延迟、功耗、成本和尺寸等方面的限制，因此数字隔离器的设计需要在尽可能减小不利影响的同时满足安全要求。

4、传统数字隔离器为提升信号传输速率，两侧电源均需单独供电；随着energy-star认证标准的门槛越来越高，低待机功耗，甚至无待机功耗的需求将越来越迫切。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种无待机功耗的电容型数字隔离器，包括：

2、隔离层，所述隔离层通过输入链路连接所述电容型数字隔离器的输入端正极引脚，所述隔离层通过输出链路连接所述电容型数字隔离器的输出端正极引脚，所述电容型数字隔离器的输入端负极引脚连接控制器，所述输入端正极引脚连接外部电源；

3、所述电容型数字隔离器的输入端负极引脚通过所述隔离层连接所述电容型数字隔离器的输出端负极引脚；

4、所述控制器输出数字信号时导通所述输入链路，所述外部电源的电流从所述输入端正极引脚输入，经过所述输入链路升压后经由所述隔离层耦合，随后通过所述输出链路升压后经过所述输出端正极引脚输出，所述控制器无输出数字信号时所述输入链路和所述输出链路关断。

5、优选的，所述输入链路包括：

6、输入控制电路，包括：

7、静电防护管，所述静电防护管的一端作为所述输入端正极引脚，所述静电防护管的另一端连接所述输入端负极引脚；

8、第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述输入端正极引脚，所述第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和第一运放器的同相输入端，所述第二电阻的另一端连接所述输入端负极引脚和所述第一运放器的反向输入端；

9、场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极连接所述第一运放器的输出端，所述场效应晶体管的漏极连接所述输入端正极引脚，所述场效应晶体管的源极连接所述输入端负极引脚；

10、输入升压电路，包括：

11、第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述输入端正极引脚，所述第二二极管的阴极连接第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述隔离层。

12、优选的，所述输出链路包括：

13、输出升压电路，包括：

14、第三二极管，所述第三二极管的阳极连接所述隔离层，所述第三二极管的阴极连接第四二极管的阳极；

15、电平钳位电路，包括：

16、第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极连接所述第四二极管的阴极，所述第一稳压二极管的阳极连接所述输出端负极引脚；

17、调节反馈电路，包括：

18、第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一稳压二极管的阴极，所述第三电阻的另一端连接第二运放器的正向输入端和第二稳压二极管的阴极，所述第二稳压二极管的阳极连接所述第一稳压二极管的阳极；

19、三极管，所述三极管的基极连接所述第二运放器的输出端，所述三极管的集电极作为所述输出端正极引脚，所述三极管的发射极连接第三电阻的一端。

20、优选的，所述输出端正极引脚与所述输出端负极引脚之间连接有串联的第一可调电阻和第二可调电阻，所述第二运放器的反向输入端连接在所述第一可调电阻和所述第二可调电阻之间。

21、优选的，所述输入端正极引脚连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述外部电源；

22、所述输入端负极引脚连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接第二场效应晶体管的漏极，所述第二场效应晶体管的源极接地，所述第二场效应晶体管的栅极连接所述控制器；

23、所述控制器输出数字信号导通所述第二场效应晶体管以导通所述输入链路。

24、优选的，所述隔离层包括隔离介质，所述隔离介质分别连接第一隔离电容、第二隔离电容、第三隔离电容和第四隔离电容的一端；

25、所述第一隔离电容的另一端连接所述输入链路，所述第二隔离电容的另一端连接所述输出链路，所述第三隔离电容的另一端连接所述输入端负极引脚，所述第四隔离电容的另一端连接所述输出端负极引脚。

26、优选的，所述输出链路的输入端与所述输出端负极引脚之间还连接有：

27、第一电容，所述第一电容的一端连接所述输出链路的输入端，所述第一电容的另一端连接第二电容的一端并接地，所述第二电容的另一端连接所述输出端负极引脚。

28、优选的，所述输入控制电路的正极输入端连接有带隙基准电路。

29、优选的，所述输出升压电路的输入端连接有带隙基准电路。

30、上述技术方案具有如下优点或有益效果：外部的控制器输入数字信号时导通输入链路，输出链路通过输入链路传递的电流作为工作电源跟随输入链路工作；在控制器无控制数字信号输入时，输出链路及输入链路均不工作，在输出链路中无需额外的副边供电电源，实现无待机功耗。

技术特征：

1.一种无待机功耗的电容型数字隔离器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输入链路包括：

3.根据权利要求1所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输出链路包括：

4.根据权利要求3所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输出端正极引脚与所述输出端负极引脚之间连接有串联的第一可调电阻和第二可调电阻，所述第二运放器的反向输入端连接在所述第一可调电阻和所述第二可调电阻之间。

5.根据权利要求1所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输入端正极引脚连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述外部电源；

6.根据权利要求1所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述隔离层包括隔离介质，所述隔离介质分别连接第一隔离电容、第二隔离电容、第三隔离电容和第四隔离电容的一端；

7.根据权利要求1所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输出链路的输入端与所述输出端负极引脚之间还连接有：

8.根据权利要求2所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输入控制电路的正极输入端连接有带隙基准电路。

9.根据权利要求3所述的电容型数字隔离器，其特征在于，所述输出升压电路的输入端连接有带隙基准电路。

技术总结
本发明提供一种无待机功耗的电容型数字隔离器，涉及信号隔离技术领域，包括：隔离层通过输入链路连接电容型数字隔离器的输入端正极引脚，隔离层通过输出链路连接电容型数字隔离器的输出端正极引脚，电容型数字隔离器的输入端负极引脚连接控制器，输入端正极引脚连接外部电源；电容型数字隔离器的输入端负极引脚通过隔离层连接电容型数字隔离器的输出端负极引脚；控制器输出数字信号时导通输入链路，外部电源的电流从输入端正极引脚输入，经过输入链路升压后经由隔离层耦合，随后通过输出链路升压后经过输出端正极引脚输出，控制器无输出数字信号时输入链路和输出链路关断。有益效果是在输出链路中无需额外的副边供电电源，实现无待机功耗。

技术研发人员：岳鹏阁
受保护的技术使用者：荣湃半导体（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25