一種電源隔離電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電源隔離電路。用于實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中的模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓之間的隔離，包括第一三極管，第一三極管的基極連接一驅(qū)動電路，第一三極管的發(fā)射極連接模擬電源電壓，第一三極管的集電極連接數(shù)字電源電壓；第一三極管于驅(qū)動電路的作用下工作于飽和狀態(tài)；對模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓實現(xiàn)隔離。本實用新型通過三級管工作在飽和區(qū)的特點，創(chuàng)新性的提出了一種實現(xiàn)電源隔離及提高驅(qū)動電流的優(yōu)化設(shè)計，使用穩(wěn)壓管、三極管、電阻和電容等數(shù)量較少的分立器件組成功能模塊實現(xiàn)電源隔離功能，電路結(jié)構(gòu)簡單，極大節(jié)省了成本和印制電路板空間。
【專利說明】—種電源隔離電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電源隔離電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)滲入到國民經(jīng)濟的各個方面，它的發(fā)展程度關(guān)系到國民經(jīng)濟的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，目前在實現(xiàn)嵌入式設(shè)備功能的前提下，嵌入式設(shè)備朝著小型化、智能化的方向在不斷發(fā)展。嵌入式設(shè)備的發(fā)展趨勢使得嵌入式系統(tǒng)的模擬電源和數(shù)字電源之間易于相互干擾，這大大影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]當(dāng)前，電源隔離的設(shè)計主要采用光電耦合器或者采用變壓器隔離的方法。如現(xiàn)有技術(shù)中專利申請CN 202059376U公開了一種單電源隔離放大器，通過光電耦合器和運算放大器構(gòu)成的電路來實現(xiàn)電源的隔離功能；專利申請CN 2052589 U中公開了一種超微型模擬電源隔離變壓器來實現(xiàn)電源的隔離的設(shè)計方法；上述現(xiàn)有技術(shù)均不同程度地存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、器件較多、價格昂貴，而且會占用大量的印制電路板(PCB, Printed CircuitBoard)空間的缺點。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于，提供一種電源隔離電路，解決以上技術(shù)問題。
[0005]本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種電源隔離電路，用于實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中的模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓之間的隔離，其中，
[0007]包括第一三極管，所述第一三極管的基極連接一驅(qū)動電路，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述模擬電源電壓，所述第一三極管的集電極連接所述數(shù)字電源電壓；所述第一三極管于所述驅(qū)動電路的作用下工作于飽和狀態(tài)；對所述模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓實現(xiàn)隔離。
[0008]本實用新型的電源隔離電路，所述驅(qū)動電路包括第二三極管，所述第二三極管的基極通過一第一電阻連接一偏置電壓，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極通過一第二電阻連接所述第一三極管的基極。
[0009]本實用新型的電源隔離電路，所述偏置電壓通過一分壓電路產(chǎn)生，所述分壓電路包括輸入端和輸出端，所述輸入端連接一直流輸入電壓，所述輸出端用以輸出所述偏置電壓。
[0010]本實用新型的電源隔離電路，包括電源模塊，用以通過對所述直流輸入電壓進行電壓變換得到所述模擬電源電壓和所述數(shù)字電源電壓。
[0011]本實用新型的電源隔離電路，所述分壓電路包括，
[0012]第三電阻，連接于所述直流輸入電壓與所述輸出端之間；
[0013]穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的正極連接所述輸出端，所述穩(wěn)壓管的負極接地。
[0014]本實用新型的電源隔離電路，所述數(shù)字電源電壓通過至少一個濾波電容接地。
[0015]本實用新型的電源隔離電路，多個所述濾波電容相互并聯(lián)。
[0016]本實用新型的電源隔離電路，所述第二電阻為可調(diào)電阻。
[0017]本實用新型的電源隔離電路，所述電源模塊采用一 DC-DC電源轉(zhuǎn)換芯片。
[0018]本實用新型的電源隔離電路，所述第一三極管采用PNP型三極管。
[0019]有益效果:由于采用以上技術(shù)方案，本實用新型通過三級管工作在飽和區(qū)的特點，創(chuàng)新性的提出了一種實現(xiàn)電源隔離及提高驅(qū)動電流的優(yōu)化設(shè)計，使用穩(wěn)壓管、三極管、電阻和電容等數(shù)量較少的分立器件組成功能模塊實現(xiàn)電源隔離功能，電路結(jié)構(gòu)簡單，極大節(jié)省了成本和節(jié)省了印制電路板空間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為本實用新型的限定。
[0024]參照圖1，一種電源隔離電路，用于實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中的模擬電源電壓VCC和數(shù)字電源電壓VCC1P0之間的隔離，其中，
[0025]包括第一三極管Q2，第一三極管Q2的基極連接一驅(qū)動電路11，第一三極管Q2的發(fā)射極連接模擬電源電壓VCC，第一三極管Q2的集電極連接數(shù)字電源電壓VCC1P0 ;第一三極管Q2于驅(qū)動電路11的作用下工作于飽和狀態(tài)；對模擬電源電壓VCC和數(shù)字電源電壓VCC1P0實現(xiàn)隔離。
[0026]本實用新型的電源隔離電路，驅(qū)動電路11可以包括第二三極管Q1，第二三極管Q1的基極通過一第一電阻R2連接一偏置電壓，第二三極管Q1的發(fā)射極接地GND，第二三極管Q1的集電極通過一第二電阻R3連接第一三極管Q2的基極。
[0027]本實用新型的電源隔離電路，偏置電壓通過一分壓電路10產(chǎn)生，分壓電路10包括輸入端和輸出端，輸入端連接一直流輸入電壓VI,輸出端用以輸出分壓后的電壓作為偏置電壓。
[0028]本實用新型的電源隔離電路，包括電源模塊，用以通過對直流輸入電壓VI進行電壓變換得到模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓。
[0029]直流輸入電壓VI可對設(shè)備進行正常供電。電源模塊可以采用一 DC-DC轉(zhuǎn)換芯片?？梢圆捎媒祲恨D(zhuǎn)換芯片或升壓轉(zhuǎn)換芯片；一種具體實施例，當(dāng)直流輸入電壓VI為12V時，模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓分別為IV時，電源模塊采用降壓轉(zhuǎn)換芯片。
[0030]一般來說，嵌入式系統(tǒng)中要實現(xiàn)模擬電源和數(shù)字電源的隔離功能，設(shè)備內(nèi)部通常使用多片DC-DC芯片，這樣不僅價格昂貴，而且對線路布局也會造成影響，還會占用更大的印制電路板(PCB,Printed Circuit Board)空間。本實用新型通過三級管工作在飽和區(qū)的特點，使用數(shù)量較少的分立器件組成功能模塊實現(xiàn)電源隔離功能，電路結(jié)構(gòu)簡單，極大節(jié)省了成本和節(jié)省了印制電路板空間。
[0031]本實用新型的電源隔離電路，分壓電路10可以由若干電阻串聯(lián)形成，分壓電路10優(yōu)選包括，
[0032]第三電阻R1，連接于直流輸入電壓VI與輸出端之間；
[0033]穩(wěn)壓管D1，穩(wěn)壓管D1的正極連接輸出端，穩(wěn)壓管的負極接地GND。
[0034]分壓電路10的輸入端與直流輸入電壓VI相連，輸出端經(jīng)第三電阻R1和穩(wěn)壓管D1分壓得到后級電路的驅(qū)動電壓，采用電阻與穩(wěn)壓管組成的分壓電路10可以解決單純由電阻串聯(lián)構(gòu)成的分壓網(wǎng)絡(luò)工作不穩(wěn)定、易于振蕩的缺點，能夠維持輸出端的偏置電壓穩(wěn)定，保證電路穩(wěn)定工作。
[0035]本實用新型的電源隔離電路，數(shù)字電源電壓VCC1P0可以通過至少一個濾波電容接地GND，以減小電源紋波的影響。
[0036]本實用新型的電源隔離電路，多個濾波電容相互并聯(lián)，濾波電容的兩端并聯(lián)負載。圖1中負載采用電阻R4表示。
[0037]一種具體實施例，包括兩個濾波電容，第一濾波電容C1采用電容值為0.luF的電容，第二濾波電容C2采用電容值為100uF的電容，第一濾波電容C1與第二濾波電容C2并聯(lián)后，連接于數(shù)字電源電壓VCC1P0與接地端GND之間。濾波電容的電容值可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
[0038]本實用新型的電源隔離電路，第二電阻R3的阻值可調(diào)節(jié)。一種具體實施例，R3的取值為350歐姆。調(diào)節(jié)第二電阻R3的阻值可以改變第一三極管Q2的集電極的電流，以實現(xiàn)電源隔離及提高驅(qū)動電流。
[0039]本實用新型創(chuàng)新性的通過三級管工作在飽和區(qū)的特點，與現(xiàn)有的設(shè)計方法相比，采用了全新的電路拓撲結(jié)構(gòu)，不但輸出電壓保持不變，而且通過調(diào)節(jié)第二電阻R3的阻值可以得到不同的驅(qū)動電流。
[0040]本實用新型的電源隔離電路，第一三極管Q2采用PNP型三極管。第一三極管Q2可以采用型號為ZTX968實現(xiàn)。
[0041]第二三極管Q1可以采用NPN型三極管，可以采用型號2N1711。
[0042]一種具體實施例的工作過程如下:直流輸入電壓VI輸入12V電壓，經(jīng)過分壓電路10后，分壓電路10的輸出端得到2.2V左右的電壓，作為驅(qū)動電壓，第一電阻R2為第二三極管Q1的基極電阻，由于第二三極管Q1具有電平翻轉(zhuǎn)和增強驅(qū)動的作用，第二三極管Q1的集電極應(yīng)該是低電平，電壓大約100mV左右，因此第一三極管Q2工作在飽和狀態(tài)，集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都是正偏，在正常供電情況下，第一三極管Q2的發(fā)射極和集電極的電壓值都是IV，這樣就達到了電壓隔離的目的。由于第一三極管Q2工作在飽和狀態(tài)下，所以輸出有一定驅(qū)動能力的電流，可以通過調(diào)節(jié)第二電阻R3的阻值來調(diào)節(jié)輸出電流的大小。如第二電阻R3取350歐姆，則輸出電流為300mA左右。在實際應(yīng)用中，可以估算負載需要的驅(qū)動電流值來計算并選擇第二電阻R3的阻值。
[0043]本實用新型的電源模塊也可以采用其他功能模塊的電源轉(zhuǎn)換電路等進行供電管理。關(guān)于以上述實施例，還應(yīng)當(dāng)說明的是，本設(shè)計還可以用于隔離其他電壓，如3.3V、5V等。
[0044]以上所述僅為本實用新型較佳的實施例，并非因此限制本實用新型的實施方式及保護范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運用本實用新型說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電源隔離電路，用于實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中的模擬電源電壓和數(shù)字電源電壓之間的隔離，其特征在于， 包括第一三極管，所述第一三極管的基極連接一驅(qū)動電路，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述模擬電源電壓，所述第一三極管的集電極連接所述數(shù)字電源電壓；所述第一三極管于所述驅(qū)動電路的作用下工作于飽和狀態(tài)；對所述模擬電源電壓和所述數(shù)字電源電壓實現(xiàn)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源隔離電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括第二三極管，所述第二三極管的基極通過一第一電阻連接一偏置電壓，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極通過一第二電阻連接所述第一三極管的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源隔離電路，其特征在于，所述偏置電壓通過一分壓電路產(chǎn)生，所述分壓電路包括輸入端和輸出端，所述輸入端連接一直流輸入電壓，所述輸出端用以輸出所述偏置電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源隔離電路，其特征在于，包括電源模塊，用以通過對所述直流輸入電壓進行電壓變換得到所述模擬電源電壓和所述數(shù)字電源電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源隔離電路，其特征在于，所述分壓電路包括， 第三電阻，連接于所述直流輸入電壓與所述輸出端之間； 穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的正極連接所述輸出端，所述穩(wěn)壓管的負極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源隔離電路，其特征在于，所述數(shù)字電源電壓通過至少一個濾波電容接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源隔離電路，其特征在于，多個所述濾波電容相互并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源隔離電路，其特征在于，所述第二電阻為可調(diào)電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源隔離電路，其特征在于，所述電源模塊采用一DC-DC電源轉(zhuǎn)換芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源隔離電路，其特征在于，所述第一三極管采用PNP型三極管。
【文檔編號】H03K19/14GK204190744SQ201420635608
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】王旭巍 申請人:上海斐訊數(shù)據(jù)通信技術(shù)有限公司