專利名稱：具輸出回饋的電磁耦合數(shù)字輸出電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字系統(tǒng)，尤其涉及一種數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字輸出電路。
背景技術：
被數(shù)字系統(tǒng)控制的外部系統(tǒng)或設備一般多是在大電壓下運作，而數(shù)字系統(tǒng)本身則多是在一低電壓下運作，所以數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字輸出電路，多采用一種隔離設計，將數(shù)字輸出電路分隔為與數(shù)字系統(tǒng)銜接的系統(tǒng)側、以及與被控制的外部系統(tǒng)或設備連接的輸出側，二者之間以一隔離裝置在電氣上予以隔離，但系統(tǒng)側的數(shù)字控制信號仍可以通過此隔離裝置傳遞給輸出側。
如圖1a所示，公知的數(shù)字輸出電路是以一光耦合器作為隔離裝置。系統(tǒng)側的驅動電路12推動光耦合器10的發(fā)光元件(圖中的發(fā)光二極管11)發(fā)出光信號(圖中的光電晶體13)接收后，產(chǎn)生一代表ON與OFF狀態(tài)的高低電字或大小電流，推動輸出側的控制電路14來控制負載16(也即被控制的外部系統(tǒng)或設備)。
這種公知的數(shù)字輸出電路的缺點是，除了數(shù)字系統(tǒng)的內(nèi)部電源15外，輸出側需要額外設置另一內(nèi)部電源17。此外，輸出側的控制電路通常只能作為控制負載電流的電流源(current source)或電流槽(current sink)二者之一，在感應上的彈性較低。
隔離裝置其實就是一種能量的轉換裝置，除了前述采用光耦合器的光電(photovoltaic)轉換裝置外，其他可能的方式還有轉換熱能與電能的熱電(thermoelectric)轉換裝置、轉換震動與電能的電壓(peizoelectic)轉換裝置，以及采用電磁(electromagnetic)轉換裝置。最常見的電磁轉換裝置就是變壓器(transformer)，例如美國專利第4052623號、第5138515號、以及第5304863號均有披露采用具有雙繞組(一在一次側、一在二次側)的變壓器，將驅動一功率電晶體的控制信號(施加在變壓器的一次側繞組)加以隔離的設計。由于變壓器的電磁轉換功能，銜接在變壓器二次側繞組的功率電晶體開關電路因此不需要設置外部電源。圖1b是摘自美國專利第4052623號的代表圖，其中有關的細節(jié)，在此就不再贅述。
上述公知的數(shù)字輸出電路還有一個重大的缺點，就是都屬于從系統(tǒng)側到輸出側的單向轉換。由于系統(tǒng)側與輸出側的隔離，數(shù)字系統(tǒng)無法得知輸出的狀態(tài)如何，例如被控制的系統(tǒng)或設備有無正確與完整的依照控制信號動作。而要達到這個目的，必須設置另一組光耦合器、變壓器、或其他轉換裝置的回饋電路，將輸出側的電氣狀態(tài)(如電壓、電流的大小、周期、頻率、以及輸出是斷路、短路、或過載等)回饋到系統(tǒng)側，以供數(shù)字系統(tǒng)檢知輸出側的狀態(tài)。此外，數(shù)字系統(tǒng)也因此需要增加輸入點來與回饋電路銜接。這些都會增加數(shù)字電路的配線難度與成本。
換言之，目前還沒有僅使用單一隔離裝置而可以同時達到系統(tǒng)側與輸出側的隔離、數(shù)字控制信號的輸出、而又同時提供輸出狀態(tài)回饋檢知的數(shù)字電路。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字輸出電路，僅使用單一隔離裝置，而可以同時完成系統(tǒng)側與輸出側的隔離、輸出代表開啟(ON)與關閉(OFF)的數(shù)字控制信號、與輸出狀態(tài)的回饋檢知三個功能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字輸出電路，其輸出側不需要額外設置電源，其輸出側的控制電路可以很方便的設置為控制負載電流的電流源或電流槽二者之一。
為達到上述目的，本發(fā)明提出一種以電磁耦合裝置作為隔離裝置的數(shù)字輸出電路。該一電磁耦合裝置具有至少一個系統(tǒng)側感應元件、以及至少兩個輸出側的感應元件。系統(tǒng)側感應元件會將系統(tǒng)側的電氣信號，通過電磁感應的作用，使輸出側的感應元件產(chǎn)生相對應的電氣信號，反之亦然。
本數(shù)字輸出電路包含系統(tǒng)側驅動電路、隔離系統(tǒng)側與輸出側的電磁耦合裝置、以及輸出側控制電路。系統(tǒng)側驅動電路與電磁耦合裝置的系統(tǒng)側感應元件銜接，并接受數(shù)字系統(tǒng)的ON/OFF控制信號來開啟或關閉系統(tǒng)側感應元件的驅動。電磁耦合裝置將系統(tǒng)側的電氣能量信號轉換傳送到輸出側，提供銜接在輸出側第一感應元件的輸出側控制電路的工作電力能量。輸出側第二感應元件則構成一回饋電路，將輸出側的電氣狀態(tài)通過電磁耦合回饋至系統(tǒng)側感應元件。系統(tǒng)側的驅動電路因此可以在其輸出的間隔期間，取樣系統(tǒng)側感應元件的電氣信號而得知輸出側的電氣狀態(tài)。
本發(fā)明的電磁耦合裝置可以具有更多的輸出側感應元件、以及/或是系統(tǒng)側感應元件，以將其他輸出側的信號回饋至系統(tǒng)側。本發(fā)明還可推廣應用到采用其他可提供雙向能量轉換的其他隔離裝置，而不以電磁耦合為限。
本發(fā)明的數(shù)字輸出電路還可以進一步包含一個輸出側保護電路，以提供輸出側回路的過載、短路、過壓等保護。輸出側保護電路還具有防止電磁干擾的功能。
現(xiàn)結合附圖、實施例的詳細說明及權利要求，將上述及本發(fā)明的其他目的的優(yōu)點在后面詳細敘述。然而，當可了解附圖純?yōu)榻庹f本發(fā)明的精神而設，不當視為本發(fā)明范疇的定義，有關本發(fā)明范疇的定義，清參照所附的權利要求書。


圖1a所示為一公知的以光耦合器作為隔離裝置的數(shù)字輸出電路的示意圖；圖1b所示為一公知的以變壓器作為隔離裝置的數(shù)字輸出電路的示意圖；圖2a所示為本發(fā)明一第一實施例的示意圖；圖2b所示為本發(fā)明一第二實施例的示意圖；圖2c所示為本發(fā)明第二實施例的電路圖；圖3a所示為本發(fā)明的變壓器的一實施例的示意圖；圖3b所示為本發(fā)明的變壓器的另一實施例的示意圖。
圖中10 光耦合器 11 發(fā)光二極管12 系統(tǒng)側驅動電路 13 光電晶體14 輸出側控制電路 15 內(nèi)部電源16 負載 17 內(nèi)部電源20 變壓器 21 系統(tǒng)側繞組22 系統(tǒng)側驅動電路 23 輸出側第一繞組
24 輸出側控制電路25 內(nèi)部電源26 負載 27 輸出側第二繞組28 輸出側控制電路29 外部電源200 變壓器201 繞組202 鐵芯 201 繞組210 變壓器211 繞組212 鐵芯 213 繞組221 系統(tǒng)側開關裝置223 系統(tǒng)側開關控制裝置241 輸出側開關裝置243 輸出側開關控制裝置281 輸出側保護開關裝置283 電流檢知裝置I0負載電流具體實施方式
本發(fā)明的最主要特征在于采用一可提供從系統(tǒng)側到輸出側、以及從輸出側到系統(tǒng)側的雙向能量轉換裝置來隔離數(shù)字輸出電路的系統(tǒng)側與輸出側。按照本發(fā)明，該一雙向能量轉換裝置至少具有一系統(tǒng)側感應元件、一輸出側第一感應元件、以及一輸出側第二感應元件。系統(tǒng)側感應元件將系統(tǒng)側的電氣信號轉換傳送到輸出側的感應元件，反之輸出側的感應元件也會將輸出側的電氣信號轉換傳送到系統(tǒng)側。該一單向能量轉換的典型例子就是電磁耦合。然而本發(fā)明的精神與運作原理當可推廣運用于其他同樣至少具有一系統(tǒng)側感應元件、一輸出側第二感應元件的雙向能量轉換裝置，而不是以電磁耦合為限。
最常見的電磁耦合裝置之一即為變壓器。為了便于說明且不失一般性，以下的詳細說明均以變壓器為例來解釋本發(fā)明的精神、特征、與實施方式。然而需要注意的是，本發(fā)明的電磁耦合裝置不以變壓器為限，還可應用于電磁耦合以外的能量轉換裝置。以變壓器為能量轉換裝置時，本發(fā)明所謂的感應元件即指變壓器的繞組(winding)。
圖2a所示為本發(fā)明一第一實施例的示意圖。如圖所時，本實施例的數(shù)字輸出電路至少包含變壓器20、系統(tǒng)側驅動電路22、以及輸出側控制電路24。隔離系統(tǒng)側與輸出側的變壓器20至少具有三個繞組。這三個繞組分別是字于變壓器20一次側的系統(tǒng)側繞組21(系統(tǒng)側感應元件)、以及同字于變壓器20二次側的輸出側第一繞組23(輸出側第一感應元件)、與輸出側第二繞組27(輸出側第二感應元件)。輸出側第一繞組23、與輸出側第二繞組27是二分別獨立的繞組，而不是由一有中間抽頭的二次側繞組所構成。請注意到，從以下詳細說明可推知，本發(fā)明也可延伸應用于具有更多系統(tǒng)側繞組、以及更多輸出側繞組的變壓器20。
圖2a所示的變壓器20是具有三個繞組的單一變壓器。其他的實施方式如圖3a所示是由兩個變壓器200、210所組合而成。變壓器200具有兩個繞組201、203、以及鐵芯(iron core)202，變壓器210具有兩個繞組211、213、以及鐵芯212。組合變壓器200、210時使其鐵芯202、212銜接以使磁通(magnetic flux)可以彼此貫通。以次方式組合而成的變壓器20、繞組201即為系統(tǒng)側繞組21、繞組203即為輸出第一側繞組23、繞組213即為輸出側第二繞組27，但繞組211即會閑置不用。另一實施方式如圖3b所示，同樣由變壓器200、210所組合而成，但其鐵芯202、212并未銜接。以該方式組合而成的變壓器20，其輸出側的反饋信號必須另外從繞組211兩端取得，而不是從繞組201。
變壓器20的系統(tǒng)側繞組21的一端(以下稱系統(tǒng)側繞組21第二端)則與內(nèi)部電源25的負端連接，而構成從內(nèi)部電源25的正端、經(jīng)系統(tǒng)側驅動電路22、再經(jīng)系統(tǒng)側繞組21、而到內(nèi)部電源25的負端的回路。其中，內(nèi)部電源25的正負端的配置、以及系統(tǒng)側驅動電路22與系統(tǒng)側繞組21的相對字置并不重要，比如說在另一實施例中，也可以系統(tǒng)側繞組21的第二端與系統(tǒng)側驅動電路22連接，而以系統(tǒng)側繞組21第一端與內(nèi)部電源25的正端連接，而以系統(tǒng)側繞組21第一端與內(nèi)部電源25的正端連接。重點在于系統(tǒng)側驅動電路22于系統(tǒng)側繞組21串接于內(nèi)部電源25的正負端之間。
系統(tǒng)側驅動電路22是接受數(shù)字系統(tǒng)所輸出的ON/OFF數(shù)字控制信號來開啟或關閉對變壓器20的系統(tǒng)側繞組21的驅動。系統(tǒng)側驅動電路22主要包含以開關裝置221、一開關控制裝置223、以及一回饋取樣裝置225。開關裝置221是一電子開關，其具有三個端子，在本實施例中，其中的電流輸出端與系統(tǒng)側繞組21的第一端連接、一電流輸入端與內(nèi)部電源25的正端連接、另一個控制端則與開關控制裝置223的輸出連接，以控制內(nèi)部電源25是否得以通過開關裝置221的電流輸入、電流輸出端施加于系統(tǒng)側繞組21。同樣地，視內(nèi)部電源25的正負端的配置、以及系統(tǒng)側驅動電路22與系統(tǒng)側繞組21的相對字置的不同，開關裝置221的連接方式也會有所不同。其重點在于電流是通過開關裝置221的電流輸入端、電流輸出端而流經(jīng)系統(tǒng)側繞組21。
實施方式開關控制裝置223具有兩個輸入，一是數(shù)字系統(tǒng)所輸出的、代表ON與OFF的數(shù)字控制信號、另一則是由一震蕩器(oscillator)(未圖示)所產(chǎn)生的周期性的時脈訊號。當數(shù)字控制訊號為ON時，開關控制裝置223使周期性的時脈訊號輸出到開關裝置221，而使開關裝置221發(fā)生周期性的導通與斷路。當開關裝置221是導通時，電流流經(jīng)系統(tǒng)側繞組21，系統(tǒng)側繞組21(也是一個電感)負責儲存能量；當開關裝置221是斷路時，電流不會流經(jīng)系統(tǒng)側繞組21，系統(tǒng)側繞組21所儲存的能量會經(jīng)由電磁感應釋放到輸出側。震蕩器電路可以是數(shù)字系統(tǒng)的一部份，或者數(shù)字系統(tǒng)沒有的話，則由本數(shù)字輸出電路所提供。因為震蕩器電路為一般人所公知，在此就不多贅述。
回饋取樣裝置225與系統(tǒng)側繞組21并聯(lián)，以供數(shù)字系統(tǒng)在適當?shù)臅r點來取樣由輸出側回饋的訊號。相關的細節(jié)后續(xù)會進一步詳述。
在本實施例的輸出側，外部電源29的正端，經(jīng)由負載(亦即本數(shù)字輸出電路所銜接的被控制系統(tǒng)或設備)26、經(jīng)由輸出側第二繞組27、以及輸出側控制電路24、外部電源29的負端而構成一以本實施例的輸出側為電流槽的負載回路(如虛線所示)。請注意到輸出側第二繞組27因此構成一供負載電流I。流經(jīng)的回饋電路，有關的細節(jié)下面還會進一步說明。另外也請注意到負載26也可以是字于圖2a中外部電源29的負端與輸出側控制電路24之間虛線方格的字置而構成一以本實施例的輸出側為電流源的負載回路。另外視外部電源29的極性配置，負載電流I。的方向也可以是相反的。
輸出側控制電路24主要包含一開關裝置241、以及一開關控制裝置243。開關裝置241是一電子開關，其具有三個端子，在此實施例中，其中的電流翰入端與輸出側第二繞組27的一端連接(以下稱為輸出側第二繞組27的第二端)、電流輸出端系與外部電源29的負端連結、另一個控制端則與開關控制裝置243的輸出連接。開關裝置241因開關控制裝置243所輸出的控制電壓的存在與否而導通與斷路，進而控制負載回路為導通或斷路。同樣地，視外部電源29的正負端、以及負載的配置、開關裝置241的連接方式也會有所不同。其重點在于電流是經(jīng)由開關裝置241的電流輸入端、電流輸出端而流經(jīng)負載26。
本實施例的運作方式說明如下。首先在系統(tǒng)側，數(shù)字系統(tǒng)輸出的數(shù)字控制訊號為ON時，經(jīng)由開關控制裝置223致使周期性的時脈訊號施加于開關裝置221。按著，開關裝置221因周期性的時脈訊號的作用而產(chǎn)生周期性的導通與斷路，內(nèi)部電源25因而輸出周期性的電流經(jīng)過系統(tǒng)側繞組21。接著，由于變壓器20的電磁耦合，系統(tǒng)側繞組21的周期性電流在輸出側第一繞組23產(chǎn)生相應的周期性電壓。輸出側第一繞組23的周期性電壓驅動開關控制裝置243使其輸出適當?shù)目刂齐妷航o開關裝置241，致使開關裝置241導通而形成完整的負載回路。當數(shù)字系統(tǒng)輸出的數(shù)字控制訊號為OFF時，經(jīng)過相同的運作原理，輸出側的開關裝置241會被斷路而使負載回路成為斷路，其中過程就不再細述。
請注意到當數(shù)字系統(tǒng)輸出的數(shù)字控制訊號為ON而在輸出側形成完整的負載回路時，負載電流I0同時流經(jīng)輸出側第二繞組27。另外也請注意到，系統(tǒng)側的開關裝置221因周期性的時脈訊號的作用而有周期性的導通與斷路。當系統(tǒng)側的開關裝置221在周期性的導通與斷路中處于斷路狀態(tài)時，不會有電流從內(nèi)部電源25流經(jīng)系統(tǒng)側繞組21，但是流經(jīng)輸出側第二繞組27的負載電流I0經(jīng)由變壓器20的電磁耦合，會在系統(tǒng)側繞組21的兩端感應產(chǎn)生一相應的電字差。數(shù)字系統(tǒng)因此可以利用此一物理現(xiàn)象，在周期性的時脈訊號導致系統(tǒng)側的開關裝置221處于斷路狀態(tài)時，借由回饋取樣裝置225取樣系統(tǒng)側繞組21兩端的電字差而得知輸出側的負載電流I0。換言之，本實施例僅借著增加變壓器一組輸出側繞組，即可達成輸出的回饋。此一輸出側第二繞組27的設置另有一個附加的好處，就是當負載電流大時，驅動開關裝置241的控制電壓或電流也會隨之增加，而有使開關裝置241阻抗降低的效果。
如果變壓器20的實施方式如圖3b所示，因為輸出側的回饋是另外由繞組211的兩端提供，回饋取樣裝置225應連接在繞組211的兩端，而數(shù)字系統(tǒng)不需要等到周期性的時脈訊號導致系統(tǒng)側的開關裝置221處于斷路狀態(tài)時才能進行取樣，而是任何時候均可透過回饋取樣裝置225為之。
圖2b所示為本發(fā)明一第二實施例的示意圖。如圖所示，本實施例與第一實施例完全相同，但在負載回路上增加設置了一個保護電路28，以提供輸出短路的保護與負載電流的過載保護。保護電路28包含一個電流檢知裝置283、以及一個保護開關裝置281。電流檢知裝置283是直接串聯(lián)在負載回路上以輸出一與負載電流I0相對應的電氣訊號給保護開關裝置281。保護開關裝置281是一電子開關，其具有三個端子，在本實施例中，其中的電流輸入端與開關裝置241的控制端連接、一電流輸出端與外部電源29的負端連接、另一個控制端則與電流檢知裝置283的輸出連接。當負載回路短路或負載電流I0過載時，電流檢知裝置283輸出相對應的訊號給保護開關裝置281的控制端使其導通，進而使輸出側開關控制裝置243輸出給開關裝置241的控制電壓或電流無法施加于開關裝置241的控制端，開關裝置241因而成為斷路的狀態(tài)，而使負載回路成為斷路而達到保護的目的。請注意到，本說明書為方便解說起見，將輸出側保護電路28與控制電路24分開來描述，但在實際實施時，某些實施例將兩者合并在同一個電路里。
此一保護動作，由于會導致回饋到系統(tǒng)側繞組21兩端的電字差的降低，因此也可以被系統(tǒng)側偵測到輸出側是否有發(fā)生保護動作。
為進一步說明本發(fā)明的實施方式，第2c圖所示為本發(fā)明第二實施例的電路圖。如圖所示，系統(tǒng)側開關裝置221是由一MOSFET電晶體所構成的電子開關，具有三個端子，其源極(電流輸入極)與內(nèi)部電源25的正端連接、其漏極(電流輸出極)與系統(tǒng)側繞組21的第一端連接、而其柵極(電流控制極)則與開關控制裝置223的輸出連接。請注意，電子開關裝置221不以MOSFET電晶體為限，其他類似的具有開關功能的電子元件也可以適用。開關控制裝置223主要包含一雙輸入的AND邏輯柵的邏輯電路。開關控制裝置223也不以AND邏輯柵為限，其他具類似功能的邏輯電路也可以適用。回饋取樣裝置225基本上由一二極管、一電阻器、與一電容器所構成的低通濾波器(low passfilter)。
在輸出側，開關控制裝置243主要系由一二極管、一電阻器、與一電容器所構成的能量變換電路。在系統(tǒng)側的開關裝置221的周期性導通或斷路中，當系統(tǒng)側的開關裝置221處于斷路時，受變壓器20感應、儲存于輸出側第一繞組23的能量，會依照二極管的方向對電容器充電轉而儲存于電容器中，進而成為導通輸出側開關裝置241的能量(控制電壓)。輸出側開關裝置241也由-MOSFET電晶體所構成，電流檢知裝置283為一電流轉電壓元件(在本例中為一電阻器)，保護開關裝置281則為一雙極(bipolar)電晶體(電流輸入極為其集極、電流輸出極為其射極、電流控制極為其基極)。同理，在其他實施例中，其他適當?shù)碾娮釉蜓b置也可采用，而不是以上述所列舉為限。
由圖2c可以看出，本發(fā)明僅需要相當簡單的電子元件與架構，即可達成公知技術需要復雜電路才能同時提供的系統(tǒng)側與輸出側的隔離、輸出代表開啟與關閉的數(shù)字控制訊號、與輸出狀態(tài)的回饋監(jiān)測三個功能。有關圖2c的運作方式，前于解釋圖2b的第二實施例時已做說明，且各裝置的運作原理均為此一技術領域人士所熟知，故不再贅述。不過需要注意的是各元件的選擇是彼此關連的。比如說，周期性時脈訊號的頻率愈高，作為開關裝置221的MOSFET電晶體的反應速度也要愈快，而回饋取樣裝置225的速率也要更快。而周期性時脈訊號的頻率愈高，轉換到輸出側的能量就愈低，而輸出側的相關元件也因此要跟著調整。另外第2a、2b、2c圖中部份細節(jié)為了簡化表示而在不影響可實施性下有所省略。
通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本創(chuàng)作的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創(chuàng)作的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本創(chuàng)作所要申請的專利范圍的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)字輸出電路，位于一數(shù)字系統(tǒng)與一負載之間，所述數(shù)字輸出電路至少包含一電磁耦合裝置，所述電磁耦合裝置至少包含一系統(tǒng)側感應元件、一輸出側第一感應元件、一輸出側第二感應元件，所述系統(tǒng)側感應元件將其一電氣訊號以電磁轉換方式于所述輸出側第一感應元件、所述輸出側第二感應元件感應產(chǎn)生一相應的電氣訊號，反之亦然；一系統(tǒng)側驅動電路，由一內(nèi)部電源驅動，所述系統(tǒng)側驅動電路與所述系統(tǒng)側感應元件并聯(lián)，并以一時脈訊號、以及所述數(shù)字系統(tǒng)輸出的一數(shù)字控制訊號為輸入，所述系統(tǒng)側驅動電路具有一回饋端，供所述數(shù)字系統(tǒng)取樣代表輸出側電氣狀態(tài)的一回饋訊號；以及一輸出側控制電路，與所述輸出側第一感應元件并聯(lián)，所述輸出側控制電路與所述輸出側第二感應元件、所述負載串聯(lián)于一外部電源的正負端之間，而構成一負載回路；其中，當所述數(shù)字系統(tǒng)輸出一代表ON的數(shù)字控制訊號，所述系統(tǒng)側驅動電路致使所述內(nèi)部電源周期的施加于所述系統(tǒng)側感應元件，所述輸出側第一感應元件因此感應產(chǎn)生的一相應的電氣訊號，所述電氣訊號驅動所述輸出端控制電路，致使所述負載回路導通；當所述數(shù)字系統(tǒng)輸出一代表OFF的數(shù)字控制訊號，所述系統(tǒng)側驅動電路分離所述內(nèi)部電源與所述系統(tǒng)側感應元件，所述輸出側第一感應元件因此無法感應產(chǎn)生電氣訊號以驅動所述輸出端控制電路，致使所述負載回路成為斷路；以及，在所述內(nèi)部電源周期的施加于所述系統(tǒng)側感應元件的間隔期間，所述負載回路的一電氣狀態(tài)經(jīng)由所述輸出側第二感應元件，于所述系統(tǒng)側感應元件感應產(chǎn)生所述回饋訊號，而由所述數(shù)字系統(tǒng)通過所述系統(tǒng)側驅動電路的所述回饋端所取樣偵測。
2.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述電磁耦合裝置是一至少具有三繞組的變壓器，所述系統(tǒng)側感應元件位于所述變壓器一次側的一繞組，所述輸出側第一感應元件與所述輸出側第二感應元件位于所述變壓器二次側的分別獨立的二繞組。
3.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述電磁耦合裝置至少包含一雙繞組的第一變壓器與一雙繞組的第二變壓器，所述系統(tǒng)側感應元件位于所述第一變壓器一次側的一繞組，所述輸出側第一感應元件位于所述第一變壓器二次側的一繞組，所述輸出側第二感應元件位于所述第二變壓器二次側的一繞組，所述第一變壓器的鐵芯是與所述第二變壓器的鐵芯銜接致使二者磁通彼此貫通。
4.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述電磁耦合裝置至少包含一雙繞組的第一變壓器與一雙繞組的第二變壓器，所述輸出側第一感應元件位于所述第一變壓器二次側的一繞組，所述輸出側第二感應元件位于所述第二變壓器二次側的一繞組，所述系統(tǒng)側繞組分由所述第一變壓器一次側的一繞組、以及所述第二變壓器一次側的一繞組所構成。所述負載回路的一電氣狀態(tài)經(jīng)由所述第二變壓器二次側的所述繞組，于所述第二變壓器一次側的所述繞組感應產(chǎn)生所述回饋訊號，而由所述數(shù)字系統(tǒng)通過所述系統(tǒng)側驅動電路的所述回饋端所隨時取樣偵測。
5.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述系統(tǒng)側驅動電路至少包含一開關裝置，所述開關裝置與所述系統(tǒng)側感應元件串聯(lián)于所述內(nèi)部電源之正負端之間；一開關控制裝置，所述開關控制裝置接受所述數(shù)字系統(tǒng)輸出的所述數(shù)字控制訊號、以及所述時脈訊號以控制所述開關裝置的周期性導通與斷路；以及一回饋取樣裝置；所述回饋取樣裝置與所述系統(tǒng)側感應元件并聯(lián)，所述系統(tǒng)側感應元件的所述回饋訊號經(jīng)由所述回饋取樣裝置，而由回饋端輸出。
6.如權利要求5的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述開關裝置是一電子開關，所述電子開關具有一電流輸入極、一電流輸出極、一電流控制極，所述電流輸入極與所述電流輸出極與所述系統(tǒng)側感應元件串聯(lián)于所述內(nèi)部電源的正負端之間，所述電流控制極與所述開關控制裝置的輸出連接，以控制所述電流輸入極與所述電流輸出極的導通與斷路。
7.如權利要求5所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述開關控制裝置是一邏輯電路，所述邏輯電路以所述數(shù)字系統(tǒng)輸出的所述數(shù)字控制訊號、以及所述時脈訊號為輸入，其輸出是與所述開關裝置連接，在所述數(shù)字控制訊號開啟與關閉所述時脈訊號的輸出至所述開關裝置。
8.如權利要求5所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述回饋取樣裝置是一低通濾波器。
9.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述時脈訊號由所述數(shù)字系統(tǒng)提供。
10.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述系統(tǒng)側驅動電路進一步包含一震蕩器電路，以提供所述時脈訊號。
11.如權利要求1所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述輸出側控制電路至少包含一開關裝置，所述開關裝置與所述輸出側第二感應元件、所述負載串聯(lián)于所述外部電源的正負端之間而構成所述負載回路；以及一開關控制裝置；所述開關控制裝置與所述輸出側第一感應元件并聯(lián)，并接受所述輸出側第一感應元件感應所生的一電氣訊號的驅動，以控制所述開關裝置的導通與斷路。
12.如權利要求11所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述開關裝置是一電子開關，所述電子開關具有一電流輸入極、一電流輸出極、一電流控制極，所述電流輸入極與所述電流輸出極與所述輸出側第二感應元件、所述負載串聯(lián)于所述外部電源的正負端之間，所述電流控制極與所述開關控制裝置的輸出連接，以控制所述電流輸入極與所述電流輸出極的導通與斷路。
13.如權利要求11所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述開關控制裝置是一能量變換電路，所述能量變換電路將所述輸出側第一感應元件感應所生的能量儲存轉換為導通所述開關裝置的能量。
14.如權利要求11所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于進一步包含一保護電路，所述保護電路至少包含一電流檢知裝置，所述電流檢側裝置串聯(lián)于所述負載回路上，以輸出一與負載回路電流相對應的一電氣訊號；以及一保護開關裝置，所述保護開關裝置以所述電流檢知裝置的所述電氣訊號為輸入，并與所述開關控制裝置并聯(lián)，以控制所述開關控制裝置輸出的一控制訊號是否到達所述開關裝置。
15.如權利要求14所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述電流檢知裝置是一電流轉電壓元件。
16.如權利要求14所述的數(shù)字輸出電路，其特征在于所述保護開關裝置是一電子開關，所述電子開關具有一電流輸入極、一電流輸出極、一電流控制極，所述電流輸入極、所述電流輸出極與所述開關控制裝置并聯(lián)，所述電流控制極與所述電流檢側裝置的輸出連接，以控制所述電流輸入極與所述電流輸出極的導通與斷路，進而控制所述所述開關控制裝置輸出的一控制訊號是否到達所述開關裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以電磁耦合裝置來隔離系統(tǒng)側與輸出側的數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字輸出電路。該數(shù)字輸出電路主要包含系統(tǒng)側驅動電路、電磁耦合裝置、以及輸出側控制電路。電磁耦合裝置至少具有系統(tǒng)側感應元件、輸出側第一感應元件、輸出側第二感應元件。系統(tǒng)側驅動電路與系統(tǒng)側感應元件銜接，為接受多字系統(tǒng)的ON/OFF多字控制信號來開啟或關閉對系統(tǒng)側感應元件的驅動。電磁耦合裝置的電磁耦合功能將系統(tǒng)側的驅動能量轉換傳送到輸出側第一感應元件，提供輸出側控制電路的工作能量。輸出側第二感應元件將輸出側電器狀態(tài)，通過電磁耦合功能反饋至系統(tǒng)側。
文檔編號H03K17/60GK1905370SQ20051008715
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權日2005年7月27日
發(fā)明者王存孝, 李易昌 申請人:展嘉科技股份有限公司