[发明专利]线性隔离放大器及用于其自校准的方法

说明书

放大器电路可以包括隔离放大器电路，该隔离放大器电路设置在放大器电路的高电压侧上，并被布置成生成隔离输出信号。放大器电路可以包括：第一光耦合器电路，该第一光耦合器电路被设置成从隔离放大器电路接收隔离输出信号；以及输出放大器电路，该输出放大器电路被设置在放大器电路的低电压侧并且被耦合成从光耦合器电路接收光输出信号。放大器电路还可以包括：校准电路，该校准电路耦合到输出放大器电路以生成校准启动信号；以及第二光耦合器电路，该第二光耦合器电路被设置成接收校准启动信号并输出开关信号，其中参考电压被输出到隔离放大器电路。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月15日提交的题为“LINEAR ISOLATION AMPLIFIER ANDMETHOD FOR SELF-CALIFBRATION THEREOF”的美国专利申请号16/354,407的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

实施例涉及包括噪声滤波器的电路保护设备领域。

背景技术

线性隔离电路是众所周知的，诸如线性光隔离器，也称为光耦合器。已知的线性光隔离电路系统包括跨电流隔离路径(galvanically-isolated path)生成辐射通量的光发射器。提供了在电隔离屏蔽件上恢复初始模拟信号的接收器。这有助于在电隔离电路上传递模拟感测或控制信号，诸如在电源设计中。光耦合器的应用包括用于线性隔离放大器和相关电路系统。基于光耦合器的线性放大器的一个特征是输入电压VIN和输出电压VOUT之间的由VOUT＝VIN*K3 R2/R1给出的关系，其中R2是输出侧上的电阻器的值，并且R1是输入侧上的电阻器的值。K3是称为传输增益的常数。因为光耦合器电路系统涉及半导体材料，包括发光二极管以及光电检测器，所以使用这种电路系统的线性放大器的特性取决于光耦合器以及其他电路部件的材料的特性。实际上，使用名义上相同制造工艺的不同的基于光耦合器的线性隔离放大器之间的特性方面的变化可能导致传输增益K3值方面的显著变化。例如，K3在不同批次的光耦合器上可能变化10％、20％或30％，使得隔离放大器设计必须适应这种变化。特别地，当客户想要传输增益值为1.0并且K3的值根据光耦合器的批次而变化高于或低于这个值时，需要向隔离放大器电路添加或从隔离放大器电路减去电阻，以获得值1。适应这种变化的一种方式是改变线性放大器电路系统中的R1和R2值，从而需要改变或更换电阻。而且，如果在给定的线性放大器电路内K3由于某种原因而随时间变化，一旦最终确定了放大器电路系统，就没有办法校正这种变化。

鉴于以上内容，提供了本实施例。

发明内容

在一些实施例中，提供了一种放大器电路，该放大器电路包括隔离放大器电路，该隔离放大器电路设置在放大器电路的高电压侧上并被布置呈生成隔离输出信号。放大器电路可以包括：第一光耦合器电路，该第一光耦合器电路被设置成从隔离放大器电路接收隔离输出信号；以及输出放大器电路，该输出放大器电路被设置在放大器电路的低电压侧并且被耦合成从光耦合器电路接收光输出信号。放大器电路还可以包括：校准电路，该校准电路耦合到输出放大器电路以生成校准启动信号；以及第二光耦合器电路，该第二光耦合器电路被设置成接收校准启动信号并输出开关信号(switch signal)，其中参考电压被输出到隔离放大器电路。

在另一实施例中，校准线性隔离放大器的方法可以包括将线性隔离放大器从OFF状态切换到ON状态。该方法可以包括向校准引脚发送信号以在预定间隔内将校准引脚设置处于低电平状态(low state)，其中在设置在线性隔离放大器的低电压侧上的校准发光二极管(LED)的阴极上设置低电压，其中校准LED生成光信号。该方法还可以包括在设置在线性隔离放大器的高电压侧上的光电检测器处接收光信号，其中由光电检测器生成开关信号。该方法还可以包括在连接到参考电压源的参考开关处接收开关信号，其中参考开关从断开状态变为闭合状态，其中参考电压源电连接到伺服放大器的输入，并且向伺服放大器发送参考电压。