本發(fā)明涉及隔離變壓器領(lǐng)域，具體涉及一種用于并聯(lián)斬波調(diào)制解調(diào)方式的變壓器的交直流通用隔離放大器。

背景技術(shù)：

變壓器耦合隔離放大器由兩部分組成，電源變壓器和信號(hào)隔離變壓器。電源變壓器除了提供隔離放大器所需的電源以外，還提供所需的斬波調(diào)制解調(diào)信號(hào)來(lái)控制n或者p溝道場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)，完成調(diào)制和解調(diào)。信號(hào)隔離變壓器的主要作用是傳送斬波調(diào)制后的信號(hào)，起耦合和隔離作用。

現(xiàn)有的變壓器耦合隔離放大器的原理圖如圖1所示，電源/方波震蕩器產(chǎn)生的方波，經(jīng)變壓器耦合后，分別控制斬波調(diào)制/解調(diào)的jfet斬波管的通斷，完成對(duì)輸入信號(hào)的斬波調(diào)制/解調(diào)。

現(xiàn)有的信號(hào)隔離變壓器大多采用并聯(lián)斬波電路完成調(diào)制和解調(diào)，如圖2所示。但是，采用該方式的斬波，存在著兩方面的不利因素，影響斬波調(diào)制/解調(diào)的指標(biāo)。

其一，以n溝道fet為例，被深度夾斷時(shí)，fet開關(guān)管的柵-漏電流igdo。fet開關(guān)管的柵極和溝道之間相當(dāng)于反偏的pn結(jié)二極管，所以，即便有足夠大的負(fù)柵壓深度夾斷時(shí)，柵-漏和柵-源極之間仍然存在反偏漏電流。柵-漏電流igdo在斬波/解調(diào)負(fù)載rl上產(chǎn)生的電壓降等于igdorl。當(dāng)rl值足夠大時(shí)，這個(gè)值可能是比較大的。igdo還近似于溫度呈現(xiàn)指數(shù)關(guān)系，是引起斬波器溫漂的主要原因。

其二，瞬變尖峰。n溝道fet開關(guān)管都存在著比較大的柵溝道結(jié)電容，其數(shù)值在5～25p之間。當(dāng)斬波驅(qū)動(dòng)方波信號(hào)加在柵極上時(shí)，這些電容的充、放電作用即在輸出端呈現(xiàn)瞬變尖峰。實(shí)際上，對(duì)于不加補(bǔ)償?shù)臄夭ㄆ?，是相?dāng)可觀的，可以觀察到高達(dá)數(shù)十毫伏至數(shù)百毫伏的瞬變尖峰。雖然這種很窄的尖峰脈沖能量不大，當(dāng)它主要使后接的交流放大器進(jìn)入過(guò)載飽和狀態(tài)。為了抑制瞬變尖峰，如圖2所示，通常的做法是增加rc吸收電路，但增加此電路，對(duì)于后面接的放大器而言，即相當(dāng)于產(chǎn)生了偏移電流，同時(shí)還會(huì)會(huì)帶來(lái)電路響應(yīng)時(shí)間的增加，幅頻特性的惡化，不利于測(cè)試交流信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題提供一種并聯(lián)斬波型變壓器耦合隔離放大器。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種并聯(lián)斬波型變壓器耦合隔離放大器，包括依次連接的并聯(lián)斬波調(diào)制電路、隔離變壓器和并聯(lián)斬波解調(diào)電路，所述并聯(lián)斬波調(diào)制電路的斬波管的接地端上串聯(lián)有一個(gè)與該并聯(lián)斬波調(diào)制電路構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)制斬波電路；所述并聯(lián)斬波解調(diào)電路的斬波管的接地端上串聯(lián)有一個(gè)與該并聯(lián)斬波解調(diào)電路構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的差動(dòng)解調(diào)斬波電路，所述并聯(lián)斬波解調(diào)電路的后級(jí)連接有差分放大電路。

發(fā)明人在對(duì)斬波電路的研究中發(fā)現(xiàn)，要解決上述斬波器溫漂和瞬變尖峰所引起的斬波后輸出信號(hào)質(zhì)量差的問(wèn)題，最有效的方式的利用差動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)抑制上述影響。采用該結(jié)構(gòu)后，瞬變尖峰是共模的，進(jìn)入后續(xù)的隔離放大器后，將被有效的抑制掉，不需要rc吸收網(wǎng)絡(luò)，縮短響應(yīng)時(shí)間，幅頻特性也能大幅度改善，具有更高的傳輸帶寬。

本方案的電路，由于是差分結(jié)構(gòu)，調(diào)制端的兩個(gè)斬波管的控制端同時(shí)受控制信號(hào)控制，解調(diào)端的兩個(gè)斬波管的控制端同時(shí)受控制信號(hào)控制，兩個(gè)控制信號(hào)同步，整個(gè)控制周期內(nèi)均有外加信號(hào)進(jìn)入差分放大電路，其效率和信噪比均提高了一倍。

所述并聯(lián)斬波調(diào)制電路包括連接在輸入信號(hào)端和隔離變壓器第一輸入端之間的第一電阻、連接在隔離變壓器第一輸入端與地端之間的第一斬波管，所述差動(dòng)調(diào)制斬波電路包括連接在地端和隔離變壓器第二輸入端之間的第二斬波管、連接在隔離變壓器第二輸入端與地端之間的第二電阻，所述第一電阻和第二電阻的阻值相等。

所述并聯(lián)斬波解調(diào)電路包括連接在負(fù)載和隔離變壓器第一輸出端之間的第三電阻、連接在隔離變壓器第一輸出端與地端之間的第三斬波管，所述差動(dòng)解調(diào)斬波電路包括連接在地端和隔離變壓器第二輸出端之間的第四斬波管、連接在隔離變壓器第二輸出端與負(fù)載之間的第四電阻，所述第三電阻和第四電阻的阻值相等。

所述隔離變壓器為具有差動(dòng)輸入的交流放大器或者帶中心抽頭的耦合變壓器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明在現(xiàn)有并聯(lián)斬波調(diào)制電路、并聯(lián)斬波解調(diào)電路的基礎(chǔ)上分別連接差動(dòng)調(diào)制斬波電路、差動(dòng)解調(diào)斬波電路，使調(diào)制電路和解調(diào)電路構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)來(lái)抑制溫度漂移帶來(lái)的影響；采用該結(jié)構(gòu)，由于瞬變尖峰是共模的，進(jìn)入后續(xù)的隔離放大器后，將被有效的抑制掉，不需要rc吸收網(wǎng)絡(luò)，縮短響應(yīng)時(shí)間，幅頻特性也能大幅度改善，具有更高的傳輸帶寬。

2、采用本方案的變壓器耦合隔離放大器，整個(gè)驅(qū)動(dòng)周期都有外加信號(hào)進(jìn)入放大器，相比現(xiàn)有的電路結(jié)構(gòu)每個(gè)周期內(nèi)僅有半周期有信號(hào)通過(guò)，其效率和信噪比均提高了一倍。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有變壓器耦合隔離放大器的原理圖。

圖2是現(xiàn)有變壓器耦合隔離放大器采用并聯(lián)斬波的電路原理圖。

圖3是本方案的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖3所示的一種并聯(lián)斬波型變壓器耦合隔離放大器，包括依次連接的并聯(lián)斬波調(diào)制電路、隔離變壓器、并聯(lián)斬波解調(diào)電路和差分放大電路，所述并聯(lián)斬波調(diào)制電路的斬波管的接地端上串聯(lián)有一個(gè)與該并聯(lián)斬波調(diào)制電路構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)制斬波電路；所述并聯(lián)斬波解調(diào)電路的斬波管的接地端上串聯(lián)有一個(gè)與該并聯(lián)斬波解調(diào)電路構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的差動(dòng)解調(diào)斬波電路。

具體的，并聯(lián)斬波調(diào)制電路、并聯(lián)斬波解調(diào)電路采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)。并聯(lián)斬波調(diào)制電路包括連接在輸入信號(hào)端和隔離變壓器第一輸入端之間的第一電阻、連接在隔離變壓器第一輸入端與地端之間的第一斬波管，則與之構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的差動(dòng)調(diào)制斬波電路包括連接在地端和隔離變壓器第二輸入端之間的第二斬波管、連接在隔離變壓器第二輸入端與地端之間的第二電阻，所述第一電阻和第二電阻的阻值相等。第一斬波管和第二斬波管采用相同型號(hào)或者雙fet管，其igdo具有相同或相似的溫度系數(shù)。并聯(lián)斬波解調(diào)電路包括連接在負(fù)載和隔離變壓器第一輸出端之間的第三電阻、連接在隔離變壓器第一輸出端與地端之間的第三斬波管，則與之構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的差動(dòng)解調(diào)斬波電路包括連接在地端和隔離變壓器第二輸出端之間的第四斬波管、連接在隔離變壓器第二輸出端與負(fù)載之間的第四電阻，所述第三電阻和第四電阻的阻值相等，第三斬波管和第四斬波管采用相同型號(hào)或者雙fet管，其igdo具有相同或相似的溫度系數(shù)。

第一斬波管、第二斬波管差、第三斬波管和第四斬波管采用相同型號(hào)或者雙fet管，其igdo具有相同或相似的溫度系數(shù)；差分放大電路采用差分交流放大器，利用差分交流放大器的共模抑制能力，即可達(dá)到補(bǔ)償兩邊igdo的目的。隔離變壓器采用具有差動(dòng)輸入的交流放大器或者帶中心抽頭的耦合變壓器，igdo的影響可以完全被抑制。

如圖3所示，調(diào)制端的兩個(gè)斬波管的控制端和解調(diào)端的兩個(gè)斬波管的控制端的兩個(gè)控制信號(hào)同步，整個(gè)控制周期內(nèi)均有外加信號(hào)進(jìn)入差分放大電路，相比于現(xiàn)有的并聯(lián)斬波結(jié)構(gòu)，其效率和信噪比均提高了一倍。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。