專利名稱：小型高壓隔離vv變換器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廣泛應(yīng)用于模擬數(shù)據(jù)的隔離傳送、懸浮高壓電源的隔離控制等方面，由LM331構(gòu)成的小型高壓隔離VV變換器模塊。
背景技術(shù)：
市場上出現(xiàn)的變換器多數(shù)是單一 V/F或F/V變換器，其主要用于遠(yuǎn)距離A/D或D/ A轉(zhuǎn)換，隨著科技發(fā)展，在高壓電源的應(yīng)用領(lǐng)域中，特別是在對懸浮高壓的調(diào)節(jié)控制方面，普遍存在著體積大、控制精度不高、響應(yīng)速度慢等問題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供了一種體積小、可靠性及穩(wěn)定性好、輸出線性度高、響應(yīng)速度快的，由LM331構(gòu)成的小型高壓隔離VV變換器模塊。本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種小型高壓隔離VV變換器模塊，包括封裝在殼體內(nèi)的高壓隔離變換器電路，高壓隔離變換器電路上焊接有數(shù)根引針， 其特征在于所述高壓隔離變換器電路包括電壓頻率變換電路、輸入輔助電路、頻率電壓變換電路，所述電壓頻率變換電路分別與頻率電壓變換電路及輸入輔助電路連接；所述電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳與閾值端6腳相連，電阻 R6與電容C4并聯(lián)，電阻R6的一端接控制芯片Ul的電流輸出端1腳，電阻R6的另一端通過電阻R7接輸入地G1，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R4與控制芯片Ul的接地端4腳相連并接輸入地G1，電容Cl的正極分別接輸入供電電壓端+VI、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管正極1腳及電阻R3的一端，電容Cl的負(fù)極接輸入地G1，光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳通過電阻R8接控制芯片Ul 的頻率輸出端3腳，控制芯片Ul的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C2的一端和電阻R3的另一端，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳分別接電阻R1、電阻R5及電容C3的一端，電阻Rl的另一端分別接電阻R2的一端和輸入信號電壓端Vi，電阻R2的另一端與電容C2及電容C3的另一端相連并接輸入地Gl ；所述輸入輔助電路中控制芯片U5的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U5的電容正端2腳接電容C12的正極，電容C12的負(fù)極接控制芯片U5的電容負(fù)端4腳，控制芯片U5 的輸出端5腳分別接電阻R22和電容C14的一端，電阻R22的另一端分別接電容C13的一端、二極管Dl的負(fù)極和電壓頻率變換電路中電阻R5的另一端，二極管Dl的正極與電容C13 及電容C14的另一端相連并接輸入地Gl ；所述頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與接地端4腳相連并接輸出地G2，電容Cll的正極分別接輸出供電電壓端+V2、控制芯片U2的電源電壓輸入端8 腳、光電耦合器U4的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻R14和電阻 R16及電阻R20的一端，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，電阻R20的另一端分別接電容ClO的一端和放大器U3A的電源電壓輸入端8腳，電容ClO的另一端接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R17接輸出信號電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R18與電容C8并聯(lián)，控制芯片U2的電流輸出端1腳分別接電阻R18和電阻R19的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3A的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電阻R18的另一端和電容C9的另一端連并接輸出地G2，放大器U3A的輸出端1腳和反相輸入端2腳相連并接電阻R21的一端及輸出信號電壓端Vo，電阻R21的另一端與放大器U3A的接地端4腳相連并接輸出地G2，控制芯片 U2的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13的一端、電容C6的一端和電阻R12的另一端，電容C7的另一端與電阻R13及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容C6的另一端分別接電阻Rll的另一端和三極管Tl的集電極，電阻RlO與電容C5并聯(lián)，電阻RlO的一端接三極管Tl的基極，電阻RlO的另一端分別接光電耦合器U4的輸出三極管發(fā)射極3腳和電阻R9的一端，電阻R9 的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的完全隔離傳送；功耗低、溫漂小、轉(zhuǎn)換精度高、穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于PCB安裝。

圖1為本實用新型的示意圖。圖2為圖1的仰視圖。圖3為本實用新型的電路連接框圖并作為摘要附圖。圖4為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4所示，由LM331構(gòu)成的小型高壓隔離VV變換器模塊，包括封裝在殼體1內(nèi)的高壓隔離變換器電路，高壓隔離變換器電路上焊接有數(shù)根引針2，高壓隔離變換器電路包括電壓頻率變換電路、輸入輔助電路、頻率電壓變換電路，電壓頻率變換電路分別與頻率電壓變換電路及輸入輔助電路連接；電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳與閾值端6腳相連，電阻R6 與電容C4并聯(lián)，電阻R6的一端接控制芯片Ul的電流輸出端1腳，電阻R6的另一端通過電阻R7接輸入地G1，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R4與控制芯片Ul的接地端4 腳相連并接輸入地G1，電容Cl的正極分別接輸入供電電壓端+VI、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管正極1腳及電阻R3的一端，電容Cl的負(fù)極接輸入地Gl，光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳通過電阻R8接控制芯片Ul的頻率輸出端3腳，控制芯片Ul的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C2的一端和電阻R3的另一端，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳分別接電阻R1、電阻R5及電容C3的一端，電阻Rl的另一端分別接電阻R2的一端和輸入信號電壓端Vi，電阻R2的另一端與電容 C2及電容C3的另一端相連并接輸入地Gl ；輸入輔助電路中控制芯片U5的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U5的電容正端 2腳接電容C12的正極，電容C12的負(fù)極接控制芯片U5的電容負(fù)端4腳，控制芯片U5的輸出端5腳分別接電阻R22和電容C14的一端，電阻R22的另一端分別接電容C13的一端、二
5極管Dl的負(fù)極和電壓頻率變換電路中電阻R5的另一端，二極管Dl的正極與電容C13及電容C14的另一端相連并接輸入地Gl ；頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與接地端4腳相連并接輸出地G2，電容Cll的正極分別接輸出供電電壓端+V2、控制芯片U2的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U4的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻R14和電阻R16 及電阻R20的一端，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，電阻R20的另一端分別接電容ClO的一端和放大器U3A的電源電壓輸入端8腳，電容ClO的另一端接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R17接輸出信號電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R18與電容C8并聯(lián)，控制芯片U2 的電流輸出端1腳分別接電阻R18和電阻R19的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3A 的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電阻R18的另一端和電容C9的另一端連并接輸出地 G2，放大器U3A的輸出端1腳和反相輸入端2腳相連并接電阻R21的一端及輸出信號電壓端Vo，電阻R21的另一端與放大器U3A的接地端4腳相連并接輸出地G2，控制芯片U2的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13的一端、電容C6的一端和電阻R12的另一端，電容C7的另一端與電阻R13 及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容C6的另一端分別接電阻Rll的另一端和三極管Tl的集電極，電阻RlO與電容C5并聯(lián)，電阻RlO的一端接三極管Tl的基極，電阻RlO的另一端分別接光電耦合器U4的輸出三極管發(fā)射極3腳和電阻R9的一端，電阻R9的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。電路采用動態(tài)范圍寬、非線性失真小、頻率范圍寬、變換精度高的轉(zhuǎn)換控制芯片， 使電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方便；增加輸入補償電路，減小V/V變換器模塊輸出的非線性失真； 選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的元器件，確保長期的可靠性及穩(wěn)定性；合理的PCB布局，確保輸入與輸出間的隔離絕緣要求。高壓隔離V/V變換器模塊采用金屬外殼，用戶可根據(jù)實際使用情況，將殼體接輸入地或輸出地，能有很好的電磁屏蔽作用，提高變換器模塊的抗干擾能力。數(shù)根引針2露于殼體1外，一側(cè)為三根引針2，按輸入供電電壓端+VI、輸入信號電壓端Vi、輸入地Gl順序排列，另一側(cè)為四根引針2，按輸出供電電壓端+V2、輸出信號電壓端 Vo、輸出信號電壓調(diào)節(jié)端Wj、輸出地G2順序排列。工作原理在電壓頻率變換電路中，控制芯片Ul的5腳為內(nèi)部定時比較器的時間設(shè)置端，定時時間的長短取決于電阻R3和電容C2的乘積；模擬信號從輸入信號電壓端Vi輸入，經(jīng)電阻Rl和電容C3組成的輸入濾波后，加到控制芯片Ul的7腳，該腳是芯片內(nèi)部輸入比較器的同相端，根據(jù)上述內(nèi)部兩個比較器輸入端電壓的變化，使它們周期性的控制內(nèi)部觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并在控制芯片Ul的3腳輸出一定頻率的方波，進(jìn)而驅(qū)動光電耦合器U4。另外，為提高輸出變換精度，減少非線性失真，由控制芯片U5、電容C12等組成輸入補償電路，并通過電阻R5加到控制芯片Ul的7腳，以抵消輸入失調(diào)的影響。在頻率電壓變換電路中，控制芯片U2的5腳為內(nèi)部定時比較器的時間設(shè)置端，定時時間的長短取決于電阻R16和電容C7的乘積；從光電耦合器U4隔離傳送過來的一定頻率的脈沖信號，通過三極管Tl并經(jīng)電阻R12和電容C6組成的微分電路，產(chǎn)生的尖脈沖與電阻R12及電阻R13的分壓疊加后，加到控制芯片U2的閾值端6腳，即芯片內(nèi)部輸入比較器的反相端。經(jīng)芯片內(nèi)部的各環(huán)節(jié)控制，在控制芯片U2的電流輸出端1腳，即電容C8上獲得電荷積累，脈沖頻率越高，電容C8上的電壓越高。得到的模擬電壓，又經(jīng)過放大器U3A構(gòu)成的跟隨器，將隔離傳送來的一定頻率的脈沖信號，最終還原回與輸入模擬電壓相同的電壓。
權(quán)利要求1.一種小型高壓隔離W變換器模塊，包括封裝在殼體(1)內(nèi)的高壓隔離變換器電路， 高壓隔離變換器電路上焊接有數(shù)根引針(2)，其特征在于所述高壓隔離變換器電路包括電壓頻率變換電路、輸入輔助電路、頻率電壓變換電路，所述電壓頻率變換電路分別與頻率電壓變換電路及輸入輔助電路連接；所述電壓頻率變換電路中控制芯片Ul的電流輸出端1腳與閾值端6腳相連，電阻R6 與電容C4并聯(lián)，電阻R6的一端接控制芯片Ul的電流輸出端1腳，電阻R6的另一端通過電阻R7接輸入地G1，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R4與控制芯片Ul的接地端4 腳相連并接輸入地Gl，電容Cl的正極分別接輸入供電電壓端+Vl、控制芯片Ul的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管正極1腳及電阻R3的一端，電容Cl的負(fù)極接輸入地Gl，光電耦合器U4的輸入發(fā)光二極管的負(fù)極2腳通過電阻R8接控制芯片Ul的頻率輸出端3腳，控制芯片Ul的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C2的一端和電阻R3的另一端，控制芯片Ul的比較器輸入端7腳分別接電阻R1、電阻R5及電容C3的一端，電阻Rl的另一端分別接電阻R2的一端和輸入信號電壓端Vi，電阻R2的另一端與電容 C2及電容C3的另一端相連并接輸入地Gl ；所述輸入輔助電路中控制芯片U5的接地端3腳接輸入地Gl，控制芯片U5的電容正端 2腳接電容C12的正極，電容C12的負(fù)極接控制芯片U5的電容負(fù)端4腳，控制芯片U5的輸出端5腳分別接電阻R22和電容C14的一端，電阻R22的另一端分別接電容C13的一端、二極管Dl的負(fù)極和電壓頻率變換電路中電阻R5的另一端，二極管Dl的正極與電容C13及電容C14的另一端相連并接輸入地Gl ；所述頻率電壓變換電路中控制芯片U2的頻率輸出端3腳與接地端4腳相連并接輸出地G2，電容Cll的正極分別接輸出供電電壓端+V2、控制芯片U2的電源電壓輸入端8腳、光電耦合器U4的輸出三極管集電極4腳、電阻Rll和電阻R12的一端、電阻R14和電阻R16 及電阻R20的一端，電容Cll的負(fù)極接輸出地G2，電阻R20的另一端分別接電容ClO的一端和放大器U3A的電源電壓輸入端8腳，電容ClO的另一端接輸出地G2，控制芯片U2的基準(zhǔn)電流端2腳通過電阻R17接輸出信號電壓調(diào)節(jié)端Wj，電阻R18與電容C8并聯(lián)，控制芯片U2 的電流輸出端1腳分別接電阻R18和電阻R19的一端，電阻R19的另一端分別接放大器U3A 的同相輸入端3腳和電容C9的一端，電阻R18的另一端和電容C9的另一端連并接輸出地 G2，放大器U3A的輸出端1腳和反相輸入端2腳相連并接電阻R21的一端及輸出信號電壓端Vo，電阻R21的另一端與放大器U3A的接地端4腳相連并接輸出地G2，控制芯片U2的內(nèi)部定時比較器時間設(shè)置端5腳分別接電容C7的一端和電阻R16的另一端，控制芯片U2的比較器輸入端7腳分別接電阻R15的一端和電阻R14的另一端，控制芯片U2的閾值端6腳分別接電阻R13的一端、電容C6的一端和電阻R12的另一端，電容C7的另一端與電阻R13 及電阻R15的另一端相連并接輸出地G2，電容C6的另一端分別接電阻Rll的另一端和三極管Tl的集電極，電阻RlO與電容C5并聯(lián)，電阻RlO的一端接三極管Tl的基極，電阻RlO的另一端分別接光電耦合器U4的輸出三極管發(fā)射極3腳和電阻R9的一端，電阻R9的另一端與三極管Tl的發(fā)射極相連并接輸出地G2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型高壓隔離VV變換器模塊，其特征在于所述數(shù)根引針 (2)露于殼體(1)外，一側(cè)為三根引針(2)，按輸入供電電壓端+VI、輸入信號電壓端Vi、輸入地Gl順序排列，另一側(cè)為四根引針(2)，按輸出供電電壓端+V2、輸出信號電壓端Vo、輸出信號電壓調(diào)節(jié)端Wj、輸出地G2順序排列。
專利摘要本實用新型涉及一種小型高壓隔離VV變換器模塊，包括封裝在殼體內(nèi)的高壓隔離變換器電路，高壓隔離變換器電路上焊接有數(shù)根引針，高壓隔離變換器電路包括電壓頻率變換電路、輸入輔助電路、頻率電壓變換電路，電壓頻率變換電路分別與頻率電壓變換電路及輸入輔助電路連接；本實用新型的有益效果是實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的完全隔離傳送；功耗低、溫漂小、轉(zhuǎn)換精度高、穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于PCB安裝。
文檔編號H02M3/06GK202221962SQ201120350999
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷聲鳴 申請人:東文高壓電源(天津)有限公司