本技術(shù)涉及信號(hào)處理，尤其涉及一種用于隔離器的模擬輸入采樣器、隔離器及其封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隔離器具有可消除噪聲、保護(hù)器件免受高壓危害的特性，從而在工業(yè)、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。其中光耦隔離器由于其價(jià)格便宜、重量輕且功耗較低的特點(diǎn)一直是隔離器的主流選擇。但是其缺點(diǎn)也較為明顯，例如存在速率低、易老化、以及使用壽命短等問題。如何采用集成電路實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的隔離傳輸成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于隔離器的模擬輸入采樣器和隔離器及其封裝結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的傳輸，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)具有單調(diào)性。

2、為達(dá)到上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種用于隔離器的模擬輸入采樣器，包括輸入端口、分壓電路、電流偏置電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路和輸出端口；

3、所述分壓電路的輸入端連接所述輸入端口，用于接收輸入模擬電壓信號(hào)，并將所述模擬電壓信號(hào)分壓為參考電壓；

4、所述電流偏置電路耦合至電壓電流轉(zhuǎn)換電路，所述電流偏置電路將所述模擬電壓信號(hào)與工作電壓閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果向所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路提供偏置電流；

5、所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路耦合至所述分壓電路的輸出端，基于所述偏置電流，將所述參考電壓轉(zhuǎn)換為成線性比例的電流信號(hào)通過所述輸出端口輸出。

6、進(jìn)一步的，所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器和輸出晶體管；

7、所述運(yùn)算放大器的同相輸入端耦合至所述分壓電路的輸出端；

8、所述輸出晶體管的柵極耦合至所述運(yùn)算放大器的輸出端，源極耦合至所述運(yùn)算放大器的反相輸入端；

9、所述輸出晶體管的漏極連接所述輸出端口。

10、進(jìn)一步的，所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路還包括第一電阻；

11、所述第一電阻連接至所述運(yùn)算放大器的反相輸入端和第一接地端之間。

12、進(jìn)一步的，所述電流偏置電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第三電阻；

13、所述第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管的源極相互連接，用于接收所述模擬電壓信號(hào)；

14、所述第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管的柵極相互連接并連接至第二晶體管的漏極，所述第三晶體管的漏極輸出偏置電流；

15、所述第四晶體管和第一晶體管用于提供工作電壓閾值；所述第四晶體管和第五晶體管的柵極相互連接，并連接至第一晶體管和第四晶體管的漏極，所述第四晶體管的源極連接至第一接地端；

16、所述第五晶體管的漏極連接至第二晶體管的漏極；

17、所述第三電阻連接至第五晶體管的源極和第一接地端之間。

18、進(jìn)一步的，所述分壓電路的輸入端與所述輸入端口之間設(shè)置有防反灌電路。

19、根據(jù)本實(shí)用新型的第二個(gè)方面，提供了一種隔離器，包括輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述輸入側(cè)和輸出側(cè)通過耦合傳輸電路隔離傳輸信號(hào)；

20、所述輸入側(cè)包括隔離器輸入端口和模擬輸入采樣器，所述隔離器輸入端口與模擬輸入采樣器的輸入端口連接，所述模擬輸入采樣器被配置為通過隔離器輸入端口接收輸入模擬電壓信號(hào)，并根據(jù)輸入模擬電壓信號(hào)控制所述隔離器的工作狀態(tài)；所述輸出側(cè)包括隔離器輸出端口，用于輸出所傳輸?shù)男盘?hào)；

21、所述輸入側(cè)包括第一接地端，所述輸出側(cè)包括第二接地端，所述第一接地端和第二接地端相互隔離；

22、其中，所述模擬輸入采樣器為如本實(shí)用新型第一個(gè)方面所述的模擬輸入采樣器。

23、進(jìn)一步的，所述輸入側(cè)還包括電流傳輸電路和振蕩器；

24、所述電流傳輸電路連接至模擬輸入采樣器和振蕩器之間，所述振蕩器的輸出端連接至耦合傳輸電路；

25、所述電流傳輸電路用于根據(jù)振蕩器的電流接入方向控制振蕩器的電流傳輸。

26、進(jìn)一步的，所述電流傳輸電路包括第六晶體管、第七晶體管、第八晶體管和第九晶體管；

27、所述第六晶體管和第七晶體管的源極相互連接，連接至所述模擬輸入采樣器的輸入端口；所述第六晶體管和第七晶體管的柵極相互連接，并連接至所述第六晶體管的漏極和模擬輸入采樣器的輸出端口；

28、所述第八晶體管和第九晶體管的柵極相互連接，并連接至第七晶體管和第八晶體管的漏極，所述第八晶體管和第九晶體管的源極相互連接，并連接至第一接地端。

29、進(jìn)一步的，所述輸出側(cè)還包括解調(diào)器和輸出電路；

30、所述解調(diào)器包括串聯(lián)連接的整流電路和濾波電路；

31、所述輸出電路耦合至濾波電路的輸出端；

32、所述耦合傳輸電路包括變壓器，所述變壓器的原邊耦合至所述振蕩器，副邊耦合至整流電路。

33、進(jìn)一步的，所述輸出電路包括三極晶體管；

34、所述三極晶體管的基極連接至所述濾波電路的輸出端，所述三極晶體管的集電極與所述隔離器輸出端口連接。

35、根據(jù)本實(shí)用新型的第三個(gè)方面，提供了一種如本實(shí)用新型第二個(gè)方面所述的隔離器的封裝結(jié)構(gòu)，包括第一裸芯片、第二裸芯片、第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳；

36、所述模擬輸入采樣器、振蕩器和耦合傳輸電路設(shè)置于第一裸芯片上，所述解調(diào)器和輸出電路設(shè)置于第二裸芯片上；

37、所述第一裸芯片和第二裸芯片封裝在同一管殼中，所述第一裸芯片內(nèi)的隔離器輸入端口與所述第一引腳連接，第一接地端與所述第二引腳連接；所述第二裸芯片內(nèi)的隔離器輸出端口與所述第三引腳連接，第二接地端與所述第四引腳連接。

38、綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種用于隔離器的模擬輸入采樣器、隔離器及其封裝結(jié)構(gòu)，該模擬輸入采樣器包括分包括輸入端口、分壓電路、電流偏置電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路和輸出端口；所述分壓電路的輸入端連接所述輸入端口，用于接收輸入模擬電壓信號(hào)，并將所述模擬電壓信號(hào)分壓為參考電壓；所述電流偏置電路耦合至電壓電流轉(zhuǎn)換電路，所述電流偏置電路將所述模擬電壓信號(hào)與工作電壓閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果向所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路提供偏置電流；所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路耦合至所述分壓電路的輸出端，基于所述偏置電流，將所述參考電壓轉(zhuǎn)換為成線性比例的電流信號(hào)通過所述輸出端口輸出。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過模擬輸入采樣器的設(shè)計(jì)，可以根據(jù)輸入模擬信號(hào)值，控制整個(gè)電路工作于線性放大狀態(tài)，可原位替代光耦隔離器；并且與光耦隔離器相比，可以采用集成電路工藝制作，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種用于隔離器的模擬輸入采樣器，其特征在于，包括輸入端口、分壓電路、電流偏置電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路和輸出端口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬輸入采樣器，其特征在于，所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器和輸出晶體管；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬輸入采樣器，其特征在于，所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路還包括第一電阻；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬輸入采樣器，其特征在于，所述電流偏置電路包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第三電阻；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的模擬輸入采樣器，其特征在于，所述分壓電路的輸入端與所述輸入端口之間設(shè)置有防反灌電路。

6.一種隔離器，其特征在于，包括輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述輸入側(cè)和輸出側(cè)通過耦合傳輸電路隔離傳輸信號(hào)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔離器，其特征在于，所述輸入側(cè)還包括電流傳輸電路和振蕩器；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔離器，其特征在于，所述電流傳輸電路包括第六晶體管、第七晶體管、第八晶體管和第九晶體管；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔離器，其特征在于，所述輸出側(cè)還包括解調(diào)器和輸出電路；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔離器，其特征在于，所述輸出電路包括三極晶體管；

11.一種如權(quán)利要求6-10任意一項(xiàng)所述的隔離器的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一裸芯片、第二裸芯片、第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)實(shí)施例涉及一種用于隔離器的模擬輸入采樣器、隔離器及其封裝結(jié)構(gòu)，該模擬輸入采樣器包括輸入端口、分壓電路、電流偏置電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路和輸出端口；所述分壓電路用于接收輸入模擬電壓信號(hào)，并將所述模擬電壓信號(hào)分壓為參考電壓；所述電流偏置電路將所述模擬電壓信號(hào)與工作電壓閾值比較，根據(jù)比較結(jié)果向所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路提供偏置電流；所述電壓電流轉(zhuǎn)換電路用于將所述參考電壓轉(zhuǎn)換為成線性比例的電流信號(hào)通過所述輸出端口輸出。本技術(shù)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以根據(jù)輸入模擬信號(hào)值，控制整個(gè)電路工作于線性放大狀態(tài)，可原位替代光耦隔離器；并且與光耦隔離器相比，可以采用集成電路工藝制作，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹金英
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中科格勵(lì)微科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240425
技術(shù)公布日：2024/12/26