[发明专利]传递系数可调的隔离线性检测电路以及包含该电路的模块

说明书

本发明公开了一种传递系数可调的隔离线性检测电路以及包含该电路的模块，所述电路包括光电隔离检测单元、光电负反馈单元和缓冲输出单元,所述光电隔离检测单元采用光电隔离结构对输入的电压信号Ui进行检测，并产生相应的采集电流；所述光电负反馈单元将采集电流转换为采集电压；所述缓冲输出单元使采集电压稳定输出；所述模块包括传递系数可调的隔离线性检测电路。本发明中，对输入的模拟信号进行单电源采集，在采样输入端无需配置电源；利用发光二极管实施电流采样，消除了输入电压幅值的限制，且发光二极管为低阻抗器件，抗过冲、浪涌能力强；传递系数可调，解决了常规器件传递系数固定的缺点。

技术领域

本发明涉及信号检测领域，特别涉及一种传递系数可调的隔离线性检测电路以及包含该电路的模块。

背景技术

在现代电子监控系统中，需要对电源电压、电机转速、运行角度、飞行高度等多种形式的模拟量进行隔离检测。现有技术中普遍利用AD转换电路对检测信号实施采集来实现隔离检测；但是这种方法存在以下问题：

1、运放芯片和AD转换芯片均需要独立电源供电，这就要求采样输入端提供电源供电，而原边被检测电路通常为功率电源，且幅值各异，这必须搭配电源转换芯片和隔离电源使用，带来诸多不便。

2、由于运放芯片及AD转换芯片输入幅值存在限制，且脆弱敏感，被检测电路通常处于大功率运转状态，过冲、浪涌频繁，导致隔离器件易损伤，可靠性不足。

3、传递系数固定，由于电路设计容差小，两种方式在内部电路的要求严格，跨阻不能随意改变；特别是AD转换器件，数字信号传输芯片完成，且位数精度不可调，传递系数固定，设计灵活性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种采用光电隔离结构进行无源采样，并且采样传递系数可调的隔离线性检测电路以及包含该电路的模块。

本发明的技术方案如下：

一种传递系数可调的隔离线性检测电路，包括光电隔离检测单元、光电负反馈单元和缓冲输出单元,所述光电隔离检测单元采用光电隔离结构对输入的电压信号Ui进行检测，并产生相应的采集电流；所述光电负反馈单元采用运放和光电隔离结构组成负反馈电路，将采集电流转换为电压，再通过分压网络对负反馈电路输出的电压进行分压得到采集电压；所述缓冲输出单元采用跨阻跟随缓冲电路，使采集电压稳定输出。

进一步的，所述光电隔离检测单元包括电阻R1、发光二极管D1和光敏晶体管U1，所述发光二极管D1和光敏晶体管U1形成第一光电隔离结构，所述发光二极管D1的正端通过电阻R1连接输入电压Ui，负端连接前级电源地GND，所述光敏晶体管U1的正端连接第一供电电源VDD，负端与光电负反馈单元的输入端电连接。

进一步的，所述光电负反馈单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、发光二极管D2、光敏晶体管U2和运放A_1，所述发光二极管D2和光敏晶体管U2形成第二光电隔离结构，所述运放A_2的电源正端连接第一供电电源VDD，电源负端连接第二供电电源VSS；所述运放A_1的同相输入端与光敏晶体管U1的负端电连接，所述运放A_1的同相输入端还通过电阻R3连接后级电源地AGND，所述运放A_1的反相输入端与光敏晶体管U2的负端电连接，所述运放A_1的反相输入端还通过电阻R2连接后级电源地AGND，所述运放A_1的输出端与发光二极管D2的正端电连接，所述运放A_1的输出端还与电阻R4的第一端电连接，所述电阻R4的第二端与缓冲输出单元的输入端电连接，所述电阻R4的第二端还通过电阻R5连接后级电源地AGND；所述发光二极管D2的负端与电阻R4的第二端电连接，所述光敏晶体管U2的正端连接第一供电电源VDD。

进一步的，所述光电负反馈单元还包括电容C3，所述运放A_1的输出端通过电容C3与其反相输入端电连接，从而限制运放A_1的工作带宽。

进一步的，第一供电电源VDD通过电容C1连接后级电源地AGND。第二供电电源VSS通过电容C2连接后级电源地AGND。