[发明专利]一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器

说明书

本发明公开了一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器，全桥式斩波电路包括调制电路、解调电路；调制电路，用于对放大处理后的输入信号进行斩波，斩波后得到以输入信号为包络，以斩波同步信号为周期的脉冲调幅PAM信号，并输入至第一变压器进行耦合输出；解调电路，用于对第一变压器耦合输出的PAM信号进行同步解调，解调得到PAM的包络信号，供后续滤波放大输出。一种变压器耦合隔离放大器包括全桥式斩波电路、信号输入电路、变压器、信号输出电路和电源电路。本发明结构简单、合理，为斩波式无场效应管的高频信号调理技术，在相同频率的解调时序信号下，本发明斩波频率是传统斩波电路斩波频率的2倍。

技术领域

本发明涉及全桥式斩波电路及隔离放大器技术领域，具体涉及一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器。

背景技术

J-FET结型场效应管是传感器斩波调制解调开关电路的关重元器件，其使用电路如图1所示，Q1、Q2为J-FET结型场效应管，信号经变压器T1初级以及斩波管Q2组成的斩波调制器斩波调制，耦合进入变压器次级，由T1次级和斩波管Q1组成的斩波鉴相器进行鉴相解调。

目前该类器件主要依赖进口，在寻找性能指标能与进口器件相互替换的J-FET结型场效应管过程中，发现国内可替代的厂家生产分离的JFET极少，导致电量传感器国产化工作推进困难；且现有的全桥式斩波电路斩波频率低。

因此，针对上述问题，本发明在现有国产化、的基础上，开展J-FET结型场效应管替代方案研究，亟待设计斩波式无场效应管的高频信号调理技术。

发明内容

本发明目的在于提供一种高频全桥式斩波电路及变压器耦合隔离放大器，设计斩波式无场效应管的高频信号调理技术，实现斩波频率高的全桥式斩波电路；且该全桥式斩波电路在隔离放大器的电路中起调制解调作用。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种高频全桥式斩波电路，所述全桥式斩波电路包括调制电路、解调电路；

所述调制电路，用于对放大处理后的输入信号进行斩波，斩波后得到以输入信号为包络，以斩波同步信号为周期的脉冲调幅PAM信号，并输入至第一变压器进行耦合输出；

所述解调电路，用于对第一变压器耦合输出的PAM信号进行同步解调，解调得到PAM的包络信号，供后续滤波放大输出。

工作原理是：基于现有桥式斩波电路主要采用J-FET结型场效应管，该类器件主要依赖进口，在寻找性能指标能与进口器件相互替换的J-FET结型场效应管过程中，发现国内可替代的厂家生产分离的JFET极少，导致电量传感器国产化工作推进困难；同时现有的全桥式存在斩波电路斩波频率低等问题。本发明设计了一种高频全桥式斩波电路，如图2、3所示，主要是由两个基于单刀双掷开关IC组成，变压器初级/次级分别与单刀双掷电路N1/N2构成全桥式脉冲幅度调制/解调电路。输入信号在时序信号IN11控制下，在调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经变压器T1耦合，解调电路在时序信号IN1的控制下，完成调制信号的解调，还原为直流信号。解调时序IN11和调制时序IN1同频同相。在相同频率的解调时序信号下，利用单刀双掷开关一个周期内斩波两次，使本发明高频全桥式斩波电路的斩波频率是传统的基于J-FET斩波电路的斩波频率的2倍。这个特点，是在保证原有的斩波频率前提下，通过降低时序信号的频率，达到消除N1、N2电路输入电容影响的目的。

进一步地，所述调制电路包括斩波调制器和第一单刀双掷开关，所述斩波调制器一端接入信号输入电路、另一端通过第一单刀双掷开关的两端对应连接所述第一变压器初级绕组的引脚1端、引脚3端；

信号输入电路的输入信号在时序信号IN11控制下，在所述调制电路完成信号的脉冲幅度调制；斩波调制后的信号，经第一变压器T1进行耦合。