车规级多功能高精度隔离放大器的制作方法

本技术涉及汽车行业专用控制，具体来说涉及车规级多功能高精度隔离放大器。

背景技术：

1、市场上的信号隔离器随着工业自动化、电力监控、医疗设备、地铁、轻轨等轨道交通以及新能源汽车领域的发展，直流系统的应用越来越广泛，测量信号多样化，原有产品多为固定量程，功能单一，完全不能给用户提供灵活多变的设计空间，无法拓展使用，由此带来直流电压和电流的测量问题。而且直流模拟信号通过线性光耦隔离时，成本比较高。同时隔离电压受光耦隔离耐压以及元器件工作环境温度等条件的限制，很难满足车规级温度环境使用需求，外围拓展还需要解决隔离电源问题。另外光耦本身温度稳定性差，温漂系数较高，难以保证精度。由于光电二极管的单向导电特性，对于需要处理直流正负双向信号时很难实现，电路复杂，调试困难，不能满足客户需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供具备车规级温度范围、高可靠性和模拟信号抗干扰能力强的车规级多功能高精度隔离放大器。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

3、车规级多功能高精度隔离放大器，包括dc/dc电源隔离变换电路、输入电压放大电路、输入端隔离配电输出电路、电流电压转换电路1和电流电压转换电路2、信号mosfet调制电路、隔离电路、信号mosfet解调电路、输出端隔离配电输出电路、有源低通滤波电路、电压输出放大电路，dc/dc电源变换电路分别电连接输入端隔离配电输出电路、输出端隔离配电输出电路、信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路，信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路之间电连接隔离电路，输入端隔离配电输出电路电连接电流电压转换电路1，电流电压转换电路1还分别电连接输入电压放大电路和信号mosfet调制电路，输出端隔离配电输出电路电连接电流电压转换电路2，电流电压转换电路2分别电连接有源低通滤波电路和信号mosfet解调电路，有源低通滤波电路电连接电压输出放大电路。

4、电连接输入端隔离配电输出电路和输出端隔离配电输出电路分别电连接稳压隔离电源。

5、信号mosfet调制电路的输入信号处理单元的输出端连接隔离电路的主信号变压器初级绕组的中心抽头，输入信号处理单元的参考端连接信号mosfet调制电路的公共端，信号mosfet调制电路的两个输出端分别连接主信号变压器初级绕组的两端。

6、信号mosfet解调电路的两个输出端分别连接隔离电路的主信号变压器次级绕组的两端。

7、隔离电路的驱动变压器初级绕组和次级绕组各有两路驱动信号输出，分别连接信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路的控制端。

8、本实用新型还包括电流输出电路，隔离电路的主信号变压器次级绕组的中心抽头连接信号mosfet解调电路的输出端，电流输出电路的参考端连接信号mosfet解调电路的公共端。

9、与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果是：

10、1、本实用新型内部集成了多组隔离的dc/dc变换电路和磁电耦合信号隔离电路，使外部只需要选择一个直流5v/12v/15v/24v单电源供电，即可完成模拟信号输入/信号输出/辅助电源三端隔离放大及转换，并且支持单端及正负双向直流信号输入输出。

11、2、本实用新型采用三隔离设计结构来满足信号输入、信号输出、辅助电源完全隔离，通过中断地回路和泄露路径措施，并抑制共模电压和噪声，从而防止测量精度降低，提高测量信号精度和完整性，非常适合单通道或多通道信号隔离应用。

12、3、本实用新型采用磁电耦合的低成本方案，内部dc-dc隔离电源除了给内部放大电路供电外，还可以给输入和输出端各向外提供一组±15v/±10ma的稳压隔离电源，用于二线制传感器配电或提供输入端前置放大、信号偏置、差分电路、电桥电路的基准电源。

13、4、本实用新型能满足潮湿、震动及宽温度范围-40℃～+125℃的车规级现场工作环境要求。

技术特征：

1.车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：包括dc/dc电源隔离变换电路、输入电压放大电路、输入端隔离配电输出电路、电流电压转换电路1和电流电压转换电路2、信号mosfet调制电路、隔离电路、信号mosfet解调电路、输出端隔离配电输出电路、有源低通滤波电路和电压输出放大电路，dc/dc电源变换电路分别电连接输入端隔离配电输出电路、输出端隔离配电输出电路、信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路，信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路之间电连接隔离电路，输入端隔离配电输出电路电连接电流电压转换电路1，电流电压转换电路1还分别电连接输入电压放大电路和信号mosfet调制电路，输出端隔离配电输出电路电连接电流电压转换电路2，电流电压转换电路2分别电连接有源低通滤波电路和信号mosfet解调电路，有源低通滤波电路电连接电压输出放大电路。

2.根据权利要求1所述的车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：电连接输入端隔离配电输出电路和输出端隔离配电输出电路分别电连接稳压隔离电源。

3.根据权利要求1或2所述的车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：信号mosfet调制电路的输入信号处理单元的输出端连接隔离电路的主信号变压器初级绕组的中心抽头，输入信号处理单元的参考端连接信号mosfet调制电路的公共端，信号mosfet调制电路的两个输出端分别连接主信号变压器初级绕组的两端。

4.根据权利要求3所述的车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：信号mosfet解调电路的两个输出端分别连接隔离电路的主信号变压器次级绕组的两端。

5.根据权利要求4所述的车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：隔离电路的驱动变压器初级绕组和次级绕组各有两路驱动信号输出，分别连接信号mosfet调制电路和信号mosfet解调电路的控制端。

6.根据权利要求5所述的车规级多功能高精度隔离放大器，其特征在于：还包括电流输出电路，隔离电路的主信号变压器次级绕组的中心抽头连接信号mosfet解调电路的输出端，电流输出电路的参考端连接信号mosfet解调电路的公共端。

技术总结
本技术涉及汽车行业专用控制技术领域，具体为车规级多功能高精度隔离放大器，包括DC/DC电源隔离变换电路、输入电压放大电路、输入端隔离配电输出电路、电流电压转换电路1和电流电压转换电路2、信号MOSFET调制电路、隔离电路、信号MOSFET解调电路、输出端隔离配电输出电路、有源低通滤波电路和电压输出放大电路。本技术具备车规级温度范围、高可靠性和模拟信号抗干扰能力强的特点。

技术研发人员：韦求达,蒋道宾,于广沅
受保护的技术使用者：深圳市顺源科技有限公司
技术研发日：20230419
技术公布日：2024/1/13