本發(fā)明涉及磁隔離反饋電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電源領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的磁隔離反饋電路及方法。

背景技術(shù)：

在衛(wèi)星和航天電子系統(tǒng)等專業(yè)級(jí)別的電源中，一般都需要原副邊的電氣隔離。功率鏈路上主要采用功率變壓器進(jìn)行電氣隔離，而在反饋鏈路上，也需要電氣隔離。

目前，反饋鏈路上的電氣隔離廣泛采用光耦合隔離方法，光電耦合器是通過(guò)光信號(hào)的傳送實(shí)現(xiàn)耦合的，輸入和輸出之間沒(méi)有直接的電氣聯(lián)系，具有很強(qiáng)的隔離作用。但是由于光耦隔離方式存在輻照環(huán)境下失效率高的問(wèn)題，而磁隔離反饋則無(wú)光耦合反饋的上述問(wèn)題，在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下能保持較高的精度和穩(wěn)定性，適用于高等級(jí)、長(zhǎng)壽命場(chǎng)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種磁隔離反饋電路，能準(zhǔn)確的反饋誤差信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。

本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種磁隔離反饋方法，能準(zhǔn)確的反饋誤差信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種磁隔離反饋電路，包括：電壓比較模塊，用于根據(jù)外部電源輸入的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)；

誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，用于接收電壓比較模塊輸出的誤差信號(hào)并根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生方波信號(hào)；

磁隔離模塊，用于接收誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊輸出的方波信號(hào)并對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離后輸出；

整流濾波模塊，用于對(duì)磁隔離模塊輸出的電壓進(jìn)行整流濾波后再輸出；

信號(hào)放大模塊，用于將整理濾波模塊的輸出電壓進(jìn)行放大；以及，

COMP比較模塊，用于接收信號(hào)放大模塊輸出的放大信號(hào)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制。

進(jìn)一步地，所述誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括用于將電壓比較模塊輸出的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片。

進(jìn)一步地，所述磁隔離模塊為變壓器，所述變壓器的一次線圈的兩端分別連接至所述誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端腳，所述變壓器的二次線圈的第一端和第二端分別連接整流濾波模塊和接地。

進(jìn)一步地，所述變壓器的一次線圈的兩端還分別通過(guò)第一電阻和第二電阻接地。

進(jìn)一步地，所述整流濾波模塊由二極管和第一電容構(gòu)成，所述二極管的陽(yáng)極連接至所述二次線圈的第一端，第一電容一端連接所述二極管的陰極而另一端接地。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)放大模塊包括三極管，所述三極管的基極連接至二極管的陰極，集電極通過(guò)第三電阻連接基準(zhǔn)電壓端且所述集電極還連接COMP比較模塊輸入端，發(fā)射極接地，且自集電極至發(fā)射極之間還依次串聯(lián)有第二電容和第四電阻。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)放大模塊還包括串聯(lián)在三極管的基極與二極管陰極之間的分壓電阻以及一端與所述二極管的陰極連接而另一端連接至發(fā)射極的分流電阻。

進(jìn)一步地，所述COMP比較模塊包括用于根據(jù)所述信號(hào)放大模塊的輸出信號(hào)調(diào)整輸出電壓進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制的脈寬調(diào)整芯片，所述脈寬調(diào)整芯片具有接收所述信號(hào)放大模塊的輸出信號(hào)的COMP端口。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種磁隔離反饋方法，包括：

S10，根據(jù)外部電源輸出端的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)后輸出；

S11，接收所述誤差信號(hào)并轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)；

S12，對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離后輸出；

S13，對(duì)磁隔離后的電壓進(jìn)行整流濾波后再輸出；

S14，接收整流濾波后的電壓信號(hào)并對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大；

S15，接收放大信號(hào)并根據(jù)放大信號(hào)進(jìn)行比較并實(shí)現(xiàn)反饋控制。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例的有益效果如下：本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)電壓比較模塊與外部電源輸出端連接，電壓比較模塊根據(jù)外部電源輸出端的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)輸出給誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)輸出，再通過(guò)磁隔離模塊和整理濾波模塊對(duì)誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送過(guò)來(lái)的方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離和整流濾波處理，最后再通過(guò)信號(hào)放大模塊將磁隔離和整流濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大并輸出給COMP比較模塊，COMP比較模塊根據(jù)放大后的電壓信號(hào)的電壓大小調(diào)整占空比大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制。采用磁隔離方式代替了光耦隔離方式，消除了光耦隔離方式在航天等輻照環(huán)境中性能退化對(duì)產(chǎn)品的影響，能準(zhǔn)確地還原副邊的誤差信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電源電路的閉環(huán)控制，抗干擾能力強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明磁隔離反饋電路一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明磁隔離反饋電路一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明磁隔離反饋方法一個(gè)實(shí)施例的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，以下的示意性實(shí)施例及說(shuō)明僅用來(lái)解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定，而且，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供一種磁隔離反饋電路，包括：

電壓比較模塊1，用于根據(jù)外部電源輸入的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)；

誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2，用于接收電壓比較模塊1輸出的誤差信號(hào)并根據(jù)所述誤差信號(hào)產(chǎn)生方波信號(hào)；

磁隔離模塊3，用于接收誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2輸出的方波信號(hào)并對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離后輸出；

整流濾波模塊4，用于對(duì)磁隔離模塊3輸出的電壓進(jìn)行整流濾波后再輸出；

信號(hào)放大模塊5，用于將整理濾波模塊4的輸出電壓進(jìn)行放大；以及，

COMP比較模塊6，用于接收信號(hào)放大模塊輸出的放大信號(hào)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制。

本實(shí)施例通過(guò)電壓比較模塊1與外部電源輸出端連接，電壓比較模塊1根據(jù)外部電源輸出端的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)輸出給誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2，誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2將誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)輸出，再通過(guò)磁隔離模塊3和整理濾波模塊4對(duì)誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2傳送過(guò)來(lái)的方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離和整流濾波處理，最后再通過(guò)信號(hào)放大模塊5將磁隔離和整流濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大并輸出給COMP比較模塊6，COMP比較模塊6根據(jù)放大后的電壓信號(hào)的電壓大小調(diào)整占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制。通過(guò)采用磁隔離方式代替了光耦隔離方式，消除了光耦隔離方式在航天等輻照環(huán)境中性能退化對(duì)產(chǎn)品的影響，能準(zhǔn)確地還原副邊的誤差信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電源電路的閉環(huán)控制，抗干擾能力強(qiáng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊2包括用于將電壓比較模塊1輸出的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片U1。

本實(shí)施例的誤差轉(zhuǎn)換模塊2采用誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片U1將電源輸出的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，能有效避免誤差信號(hào)在傳輸時(shí)受到干擾而產(chǎn)生的誤差。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述磁隔離模塊3為變壓器T1，所述變壓器T1的一次線圈的兩端分別連接至所述誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片U1相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)端腳，所述變壓器T1的二次線圈的第一端和第二端分別連接整流濾波模塊4和接地。

本實(shí)施例通過(guò)變壓器T1對(duì)誤差信號(hào)轉(zhuǎn)化芯片U1輸出的方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離處理。在具體實(shí)施時(shí)，所述變壓器T1的匝比可以設(shè)計(jì)成1:1，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，有效簡(jiǎn)化了磁隔離耦合變壓器的設(shè)計(jì)，降低生產(chǎn)成本。

在另一實(shí)施例中，所述變壓器T1的一次線圈的兩端還分別通過(guò)第一電阻R1和第二電阻R2接地。

本實(shí)施例通過(guò)在變壓器T1的一次線圈的兩端分別通過(guò)第一電阻R1和第二電阻R2接地，能有效降低變壓器T1的空載損耗，避免輸入的方波信號(hào)超出變壓器額定電壓進(jìn)而導(dǎo)致變壓器T1損壞。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述整流濾波模塊4由二極管D1和第一電容C1構(gòu)成，所述二極管D1的陽(yáng)極連接至所述二次線圈的第一端，第一電容C1一端連接所述二極管D1的陰極而另一端接地。

本實(shí)施例通過(guò)二極管D1和第一電容C1對(duì)隔離后的方波信號(hào)進(jìn)行整流處理輸出直流電壓，并通過(guò)濾波處理濾除直流電壓中的紋波，輸出平滑的直流電壓。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)放大模塊5包括三極管Q1，所述三極管Q1的基極連接至二極管D1的陰極，集電極通過(guò)第三電阻R3連接基準(zhǔn)電壓端VREF且所述集電極還連接COMP比較模塊6輸入端，發(fā)射極接地，且自集電極至發(fā)射極之間還依次串聯(lián)有第二電容C2和第四電阻R4。

本實(shí)施例通過(guò)信號(hào)放大模塊5對(duì)整流濾波模塊4整流濾波后的電壓信號(hào)變化情況進(jìn)行方向放大，然后輸出給COMP比較模塊6，能有效提高電路的抗干擾能力。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述信號(hào)放大模塊4還包括串聯(lián)在三極管Q1的基極與二極管D1陰極之間的分壓電阻R5以及一端與所述二極管D1的陰極連接而另一端連接至發(fā)射極的分流電阻R6。

本實(shí)施例通過(guò)分壓電阻R5和分流電阻R6共同作用調(diào)節(jié)三極管Q1的電流，起到調(diào)節(jié)增益大小的作用，通過(guò)控制信號(hào)放大模塊5輸出給COMP比較模塊6的電壓的大小，能有效控制CMOP比較模塊6的占空比。

在另一可選實(shí)施例中，所述COMP比較模塊6包括用于根據(jù)所述信號(hào)放大模塊5的輸出信號(hào)調(diào)整輸出電壓進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反饋控制的脈寬調(diào)整芯片U2，所述脈寬調(diào)整芯片U2具有接收所述信號(hào)放大模塊5的輸出信號(hào)的COMP端口。

本實(shí)施例通過(guò)脈寬調(diào)整芯片U2根據(jù)信號(hào)放大模塊5的輸出電壓調(diào)整占空比大小，信號(hào)放大模塊5的輸出電壓越高則脈寬調(diào)整芯片U2的占空比越大，反之亦然，信號(hào)放大模塊5的輸出電壓越低則脈寬調(diào)整芯片U2的占空比越小，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓的目的，實(shí)現(xiàn)反饋控制。

如圖3所示，在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明磁隔離反饋方法的步驟包括：

S10，根據(jù)外部電源輸出端的電壓信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)后輸出；

S11，接收外接電源輸入的誤差信號(hào)并轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)；

S12，對(duì)所述方波信號(hào)進(jìn)行磁隔離后輸出；

S13，對(duì)磁隔離后的電壓進(jìn)行整流濾波后再輸出；

S14，接收整流濾波后的電壓信號(hào)并對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行放大；

S15，接收放大信號(hào)并根據(jù)放大信號(hào)進(jìn)行比較并實(shí)現(xiàn)反饋控制。

本實(shí)施例通過(guò)采用磁隔離方式代替了光耦隔離方式，實(shí)現(xiàn)電源電路的閉環(huán)控制，抗干擾能力強(qiáng)，適用于航空、航天等高等級(jí)場(chǎng)合。

以上所述的具體實(shí)施例，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)施例而已，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)。