[实用新型]一种电压信号隔离转换系统

说明书

本实用新型公开了一种电压信号隔离转换系统，包含：信号输入级芯片，其内部设有调制电路；信号隔离电容，接收信号输入级芯片中的调制电路输出的第一调制信号，并进行隔离的电容耦合，电容耦合后的第二调制信号通过解耦还原形成第三调制信号；信号输出级芯片，内部设有解调电路，第三调制信号经过解调电路后输出PWM、I²C协议、电压等信号；电源隔离变压器或者一对电源隔离电容，接收信号输出级芯片的一对互补的时钟驱动信号，输出输入电源正极信号和输入电源负极信号至信号输入级芯片，为信号输入级芯片供电。

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及在信号处理领域中的一种电压信号隔离转换系统。

背景技术

模拟信号的隔离转换是多电压域电子电气系统中的重要技术手段，以确保系统的可靠性、安全性等指标。模拟信号隔离转换存在三个重要的技术指标，一是转换精度，二是隔离能力，三是转换速度。在产品的应用中还会涉及到成本的考量。

目前行业常用的方法是通过ADC(模数转换器)加数字接口隔离芯片，或者通过隔离运放加单片机的方式采集，再配合上一个隔离电源，便可以实现模拟信号的隔离采集。但是不管是选用哪种技术，或者价格昂贵，不适合大规模量产，或者性能不足，应用要求无法满足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压信号隔离转换系统，基于25％-75％占空比调制解调技术进行信号隔离传输，从原理上允许单个电容就可以实现信号的隔离传输，所以，本实用新型同时使用电容器作为信号隔离器件，使用变压器或者电容器作为电源隔离器件，精简了隔离传输的媒介，并且将信号传输和电源传输的控制功能功能集成在前后两个控制芯片内，增加了系统的集成度，有效地提高了系统的稳定性，降低了成本。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种电压信号隔离转换系统，包含：

信号输入级芯片，其内部设置有调制电路，将所述信号输入级芯片的输入信号向变化占空比的第一调制信号转换；

一个或一对信号隔离电容，每个所述信号隔离电容接收所述调制电路输出的所述第一调制信号，将所述第一调制信号进行隔离的电容耦合，输出电容耦合后的第二调制信号；

信号输出级芯片，其内部设置有检测电路，将所述第二调制信号解耦还原形成第三调制信号，所述第三调制信号经过所述信号输出级芯片中的解调电路后的信号作为输出信号输出；

电源隔离变压器或者一对电源隔离电容，所述一对电源隔离电容分别接收由电源供电的所述信号输出级芯片的一对互补的时钟驱动信号，输出对应的输入电源正极信号和输入电源负极信号至所述信号输入级芯片，为所述信号输入级芯片提供电源；或者，所述电源隔离变压器的源极绕组与所述信号输出级芯片的一对互补的时钟驱动信号连接并作为输入，所述电源隔离变压器的次级绕组输出对应的输入电源正极信号和输入电源负极信号至所述信号输入级芯片，为所述信号输入级芯片提供电源。

优选地，所述信号输入级芯片输出的第一调制信号为时钟信号，所述第一调制信号的每个周期的高电平占空比为25％或者75％，，则低电平占空比分别为75％或75％。

优选地，当所述信号输入级芯片的输入信号为电压信号时，所述第一调制信号上占空比为75％的周期数目或占空比为25％的周期数目均与总周期数目的比例与所述输入信号的电压值呈线性关系。

优选地，当所述信号输入级芯片的输入信号为电压信号时，所述信号输出级芯片的输出信号为PWM信号时，且该PWM信号的占空比与所述信号输入级芯片的输入信号呈线性关系。

优选地，当所述信号输入级芯片的输入信号为电压信号时，所述第一调制信号的频率与所述信号输入级芯片的输入信号的电压值呈线性关系。