採用電荷泵的隔離運放電路的製作方法
2023-07-07 02:14:06 1
採用電荷泵的隔離運放電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種採用電荷泵的隔離運放電路，包括隔離光耦、三端穩壓集成電路以及隔離運放。通過變壓器輸出一路供電電源，再經過電荷泵電路分別對三組上橋臂供電，偵測某一項電流的隔離光耦就通過該項的電荷泵輸出地電源通過三端穩壓集成電路穩壓後得到5V的電源，使原來的三路電源減少成一路，可以有效地減少變壓器的體積和外圍電路的成本，而且三端穩壓集成電路的穩壓效果也比穩壓管要好。經過測試，本實用新型可以正常運行，在實際生產中可以得到應用。
【專利說明】採用電荷泵的隔離運放電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變頻器，特別是變頻器的隔離運放電路。
【背景技術】
[0002]隔離運放的作用是偵測變頻器的輸出電流，並輸出與電流信號成比例的電壓信號，變頻器的控制電路根據這個信號對輸出電流進行偵測和保護。由於變頻器電路結構的問題，三項電流偵測使用的隔離光耦初次側的地是不一樣的，所以需要多路的電源對其進行供電。常規的方法是從變頻器的IGBT (絕緣柵雙極型電晶體）上橋臂的三路供電電源經過電阻和穩壓管輸出5V的電壓。這種方法的穩壓性能不高，而且效率較低。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種採用電荷泵的隔離運放電路，通過變壓器輸出一路供電電源，再經過電荷泵電路分別對三組上橋臂供電，偵測某一項電流的隔離光耦就通過該項的電荷泵輸出地電源通過三端穩壓集成電路穩壓後得到5V的電源，使原來的三路電源減少成一路，減少變壓器的體積和外圍電路的成本，而且三端穩壓集成電路的穩壓效果也比穩壓管要好。
[0004]本實用新型的技術方案如下：
[0005]一種採用電荷泵的隔離運放電路，包括隔離光耦、三端穩壓集成電路以及隔離運放；
[0006]隔離光耦的正極輸入端連接模擬電源電壓，隔離光耦的負極輸入端串聯第一電阻後連接變頻器輸入信號，第二電阻和第一電容並聯後連接在隔離光耦的正極輸入端和負極輸入端之間；隔離光耦的集電極輸出端連接第一二極體的負極，第一二極體的正極串聯第三電阻和電感後連接變壓器輸出電源，第三電阻和電感的中間點連接有下拉的第二電容；第三電容和電解電容並聯後連接在隔離光耦的集電極輸出端和發射極輸出端之間；隔離光耦的輸出端串聯第四電阻後連接第二二極體的正極，第二二極體的負極連接隔離光耦的集電極輸出端；第四電容和第五電阻並聯後連接在第二二極體的正極和隔離光耦的發射極輸出端之間；
[0007]三端穩壓集成電路的輸入端串聯第六電阻後連接隔離光耦的集電極輸出端，三端穩壓集成電路的輸入端同時串聯第五電容後連接變頻器負極電壓，三端穩壓集成電路的接地端連接變頻器負極電壓，三端穩壓集成電路的輸出端連接隔離運放的第一工作電壓端；隔離運放的正極輸入端串聯第七電阻後連接變頻器正極電壓，隔離運放的負極輸入端和第一接地端分別連接變頻器負極電壓，第六電容連接在隔離運放的正極輸入端和第一接地端之間，第七電容連接在隔離運放的第一工作電壓端和第一接地端之間。
[0008]本實用新型的有益技術效果是：
[0009]本實用新型採用了電荷泵的電路結構，通過驅動上橋臂的電源來對隔離光耦進行供電，可以有效地減少變壓器的輸出繞組個數，從而降低了開發成本。電源的穩定性也比用穩壓管要來的好。經過測試，本實用新型可以正常運行，在實際生產中可以得到應用。
[0010]本實用新型附加的優點將在下面【具體實施方式】部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖I是本實用新型的電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0013]如圖I所示，本實用新型主要包括隔離光耦PC200、三端穩壓集成電路IC200以及隔離運放PC204。
[0014]見圖I的上半部分，隔離光耦PC200的正極輸入端（I腳)連接模擬電源電壓AVCC，隔離光耦PC200的負極輸入端（3腳)串聯電阻R225後連接變頻器輸入信號U。電阻R224和電容C208並聯後連接在隔離光耦PC200的正極輸入端和負極輸入端之間。隔離光耦PC200的集電極輸出端（6腳）連接二極體D200的負極，二極體D200的正極串聯電阻R220和電感L200後連接變壓器輸出電源XV+。電阻R220和電感L200的中間點連接有下拉的電容C205。電容C206和電解電容C207並聯後連接在隔離光耦PC200的集電極輸出端（6腳)和發射極輸出端（4腳）之間。隔離光耦PC200的輸出端（5腳）串聯電阻R223後連接二極體D201的正極，二極體D201的負極連接隔離光耦PC200的集電極輸出端。電容C209和電阻R222並聯後連接在二極體D201的正極和隔離光耦PC200的發射極輸出端之間。
[0015]見圖I的下半部分，三端穩壓集成電路IC200的輸入端Vin串聯電阻R241後連接隔離光耦PC200的集電極輸出端。三端穩壓集成電路IC200的輸入端Vin同時串聯電容C221後連接U-。三端穩壓集成電路IC200的接地端連接U-。三端穩壓集成電路IC200的輸出端Vout連接隔離運放PC204的第一工作電壓端VDDl。隔離運放PC204的正極輸入端VIN+串聯電阻R247後連接U+，隔離運放PC204的負極輸入端VIN-和第一接地端GNDl分別連接U-。電容C225連接在隔離運放PC204的正極輸入端Vin和第一接地端GNDl之間，電容C226連接在隔離運放PC204的第一工作電壓端VDDl和第一接地端GNDl之間。
[0016]本實用新型的工作原理如下：
[0017]設P，N為直流母線的電壓（圖中未示出），變頻器的上下橋臂不會同時導通，驅動橋臂開關的信號為PWM波信號。
[0018]如圖I所示：
[0019]stepl ：XV+為變壓器繞組輸出的一路電源，電壓為18V，當變頻器的IGBT (圖中未示出）的下橋臂導通時，UO點的電位為N，所以電路對電解電容C207充電，UV端的電位上升，經過5 τ時間後電容充滿，UV經過三端穩壓集成電路7805穩壓後得到了 5V電壓給隔離運放HCPL-7520供電。
[0020]St印2 :當隔離光耦PC200導通時，電解電容C207對變頻器的IGBT的G-E端(柵極-發射極)供電使上臂導通，所以電解電容C207上的電壓會有下降，但是不會下降到不能使三端穩壓集成電路7805工作。
[0021]回到stepl，PWM波使電路循環工作，實現UV點電壓能夠持續為三端穩壓集成電路7805供電，從而使隔離運放HCPL-7520能夠持續的穩定工作。
[0022]圖I所述的元器件均為市售商品，實施例中的元器件型號可參見下表：
[0023]圖I中主要元器件表：
[0024]
【權利要求】
1.一種採用電荷泵的隔離運放電路，其特徵在於，包括隔離光耦（PC200)、三端穩壓集成電路（IC200)以及隔離運放（PC204)； 隔離光耦（PC200)的正極輸入端連接模擬電源電壓，隔離光耦（PC200)的負極輸入端串聯第一電阻（R225)後連接變頻器輸入信號，第二電阻（R224)和第一電容（C208)並聯後連接在隔離光耦（PC200)的正極輸入端和負極輸入端之間；隔離光耦（PC200)的集電極輸出端連接第一二極體（D200)的負極，第一二極體（D200)的正極串聯第三電阻（R220)和電感（L200)後連接變壓器輸出電源，第三電阻（R220)和電感（L200)的中間點連接有下拉的第二電容（C205);第三電容（C206)和電解電容（C207)並聯後連接在隔離光耦（PC200)的集電極輸出端和發射極輸出端之間；隔離光耦（PC200)的輸出端串聯第四電阻（R223)後連接第二二極體（D201)的正極，第二二極體（D201)的負極連接隔離光耦（PC200)的集電極輸出端；第四電容（C209)和第五電阻（R222)並聯後連接在第二二極體（D201)的正極和隔離光耦（PC200)的發射極輸出端之間； 三端穩壓集成電路（IC200)的輸入端串聯第六電阻（R241)後連接隔離光耦（PC200)的集電極輸出端，三端穩壓集成電路（IC200)的輸入端同時串聯第五電容（C221)後連接變頻器負極電壓，三端穩壓集成電路（IC200)的接地端連接變頻器負極電壓，三端穩壓集成電路(IC200)的輸出端連接隔離運放（PC204)的第一工作電壓端；隔離運放（PC204)的正極輸入端串聯第七電阻（R247)後連接變頻器正極電壓，隔離運放（PC204)的負極輸入端和第一接地端分別連接變頻器負極電壓，第六電容（C225)連接在隔離運放（PC204)的正極輸入端和第一接地端之間,第七電容（C226)連接在隔離運放（PC204)的第一工作電壓端和第一接地端之間。
【文檔編號】H02M1/00GK203377772SQ201320424298
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2013年7月16日
【發明者】吳畏 申請人:臺安科技(無錫)有限公司