[发明专利]一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路及控制方法

权利要求书

1.一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：包括输入级(1)、隔离屏障(2)和输出级(3)，所述输入级(1)与隔离屏障(2)电性连接，所述隔离屏障(2)与输出级(3)电性连接；

所述输入级(1)包括阻容分压信号调理电路(4)、第一放大器(5)、调制器(6)、第一驱动器(7)、第一接收器(8)和第一带隙基准(9)，所述阻容分压信号调理电路(4)与第一放大器(5)的输入端电性连接，所述第一放大器(5)的输出端与调制器(6)的输入端电性连接，所述调制器(6)的输入端电性连接有第一接收器(8)、第一带隙基准(9)，所述调制器(6)的输出端电性连接有第一驱动器(7)，所述第一驱动器(7)、第一接收器(8)分别通过隔离屏障(2)与输出级(3)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述隔离屏障(2)采用基于二氧化硅的双电容隔离屏障。

3.根据权利要求1所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述输出级(3)包括第二接收器(10)、滤波器(11)、第二放大器(12)、第二驱动器(13)、晶振(14)和第二带隙基准(15)，所述第二接收器(10)与滤波器(11)的输入端电性连接，所述滤波器(11)的输入端分别与晶振(14)、第二带隙基准(15)电性连接，所述滤波器(11)的输出端电性连接有第二放大器(12)，所述晶振(14)电性连接有第二驱动器(13)。

4.根据权利要求1所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述第一放大器(5)采用全差分放大器，所述调制器(6)采用二阶ΔΣ调制器。

5.根据权利要求3所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述第一驱动器(7)通过隔离屏障(2)与第二接收器(10)电性连接，所述第一接收器(8)通过隔离屏障(2)与第二驱动器(13)电性连接。

6.根据权利要求3所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述滤波器(11)采用四阶有源低通滤波器，所述第二放大器(12)采用精密运算放大器。

7.根据权利要求1所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述阻容分压信号调理电路(4)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)，所述第一电阻(R1)连接有第一放大器(5)的正输入端，所述第二电阻(R2)连接有第一放大器(5)的负输入端，所述第一电阻(R1)与第二电阻(R2)之间连接有第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)，所述第三电阻(R3)、第四电阻(R4)串联连接，所述第一电容(C1)、第二电容(C2)串联连接，所述第三电阻(R3)与第四电阻(R4)并联连接有第一电容(C1)与第二电容(C2)。

8.根据权利要求7所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路，其特征在于：所述第三电阻(R3)与第四电阻(R4)之间接地，所述第一电容(C1)与第二电容(C2)之间接地。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种交直流电压传感器的电容隔离放大器电路的控制方法，其特征在于：包括下列步骤：

S1、所述第一放大器(5)驱动调制器(6)；

S2、所述调制器(6)接收第一带隙基准(9)的内部基准电压和接收第一接收器(8)的时钟信号，使用内部基准电压和时钟信号，将接收的第一放大器(5)的输出信号转换为数字比特流；

S3、所述第一驱动器(7)接收调制器(6)的输出的数字比特流和时钟信号，接收的信号通过隔离屏障(2)传输到输出级(3)的第二接收器(10)；

S4、所述滤波器(11)接收第二带隙基准(15)的内部基准电压和晶振(14)的时钟信号，使用内部基准电压和时钟信号，将接收的数字比特流同步转换为模拟信号，同时滤除高频成分，并发送至第二放大器(12)；

S5、所述第二驱动器(13)接收晶振(14)产生的时钟信号，并经过隔离屏障发送至第一接收器(8)，从而保证电容隔离放大器电路的控制过程时间信号同步。