專利名稱：磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路。
技術(shù)背景-
變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以 實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電 路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波， 逆變電路將直流電再逆成交流電。
現(xiàn)在常見的變頻器中強(qiáng)，弱電隔離中，IGBT驅(qū)動(dòng)大多采用光電隔離器 (簡(jiǎn)稱光耦)，光耦以光為媒介傳輸電信號(hào)，它對(duì)強(qiáng)、弱電信號(hào)有良好的隔 離作用，因此它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。但是光耦只能進(jìn)行單向傳 輸，受溫度影響，導(dǎo)通延時(shí)速度較慢，而且價(jià)格較貴,另外其導(dǎo)通壓降在1.6 2V左右現(xiàn)在的變頻器抗干擾能力較弱，容易受到外部電磁感應(yīng)干擾造成故 障。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙 向傳輸電路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型主要采用以下技術(shù)方案 一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其中數(shù)字信號(hào)經(jīng)過由第-'微分驅(qū) 動(dòng)器(U18C)和第—微分驅(qū)動(dòng)器(U18D)組成的抗干擾觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器處理后， 一部分通過第'高速驅(qū)動(dòng)器(T2)及第-it分電容(C104)產(chǎn)生上脈沖信號(hào)， 一部分通過第—:高速驅(qū)動(dòng)器(T4)及第'微分電容(C104)產(chǎn)生下脈 沖信號(hào)，上述下脈沖信號(hào)和上脈沖信號(hào)匯集后通過變壓器(T3)進(jìn)行傳輸 后輸出，并通過第觸發(fā)器(U19A)和第二觸發(fā)器(U19B)整形后還原成 數(shù)字信號(hào)輸出。
還包括一信號(hào)反饋電路，反饋信號(hào)通過變壓器(T3)、限流電阻(R132) 輸入到第三觸發(fā)器(U18A)、第四觸發(fā)器(Ul犯)，經(jīng)過整形處理后還原成 數(shù)字信號(hào)輸入到外部處理器。
所述反饋數(shù)字信號(hào)為輔助信號(hào)1下降沿，通過第二微分電容(C103) 后輸入到第-高速驅(qū)動(dòng)器(Tl)反相后，產(chǎn)生上脈沖信號(hào)，再由變壓器(T3)、 限流電阻(R132)輸入到第三觸發(fā)器(U18A)、第四觸發(fā)器(Ul犯)，經(jīng) 過整形處理后還原成數(shù)字信號(hào)輸入到外部處理器。
所述反數(shù)字信號(hào)為輔助信號(hào)2上升沿，通過第三高速驅(qū)動(dòng)器(T5)反 相后及第三微分電容(C105)后，產(chǎn)生下脈沖信號(hào)，再由變壓器(T3)、限 流電阻(R132)輸入到第三觸發(fā)器(U18A)、第四觸發(fā)器(Ul犯)，經(jīng)過 整形處理后還原成數(shù)字信號(hào)輸入到外部處理器。
所述反饋信號(hào)包括短路脈沖信號(hào)、故障返回脈沖信號(hào)和過溫度脈沖信號(hào)。
所述第-賓速驅(qū)動(dòng)器(T2)、第二高速驅(qū)動(dòng)器(T4)與變壓器(T3)之 間通過第--'微分電容(C104)連接。
所述第二高速驅(qū)動(dòng)器(T4)與第一觸發(fā)器(U19A)之間通過限流電阻 (R134)連接，以防止燒壞第一觸發(fā)器(U19A)和第二觸發(fā)器(U19B)。
所述第-觸發(fā)器(U19A)、第—觸發(fā)器(U19B)串聯(lián)后并聯(lián)有一加速 自鎖電阻(R133)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果-
1、 本實(shí)用新型通過變壓器T3實(shí)現(xiàn)高低壓分離、強(qiáng)弱電分離，大大提 高了產(chǎn)品的安全性能。
2、 本實(shí)用新型通過微分驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)變壓器產(chǎn)生尖峰信號(hào)，其接收端門 值觸發(fā)高到10V，具有良好的抗干擾性能。
3、 與光耦傳輸相比，本實(shí)用新型采用變壓器，時(shí)刻處于觸發(fā)狀態(tài)，采 用磁傳導(dǎo)，具有傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。
4、 本實(shí)用新型通過變壓器替代光耦，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本實(shí)用新型電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心思想是首先輸入數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)過U18C 和U18D，以及T2， T4， C104與變壓器T3組成的微分驅(qū)動(dòng)強(qiáng)后產(chǎn)生尖峰信號(hào)， 以達(dá)到抗干擾的目的，由于只利用數(shù)字信號(hào)的上升和下降沿，在正脈沖的時(shí) 候可以利用上升沿微分后到下降沿微分前的這段時(shí)間，而負(fù)脈沖的時(shí)候可 以利用下降沿微分后到上升沿微分前的這段時(shí)間，然后數(shù)字信號(hào)的下降沿 輸入到高速驅(qū)動(dòng)器T2反相后產(chǎn)生上脈沖，數(shù)字信號(hào)的上升沿輸入到高速驅(qū) 動(dòng)器T4反相后產(chǎn)生下脈沖，而上述下脈沖和上脈沖輸入到變壓器T3，最 后經(jīng)過邊沿觸發(fā)器暫存器U19A和U19B整形后還原成數(shù)字信號(hào)輸出。
為闡述本實(shí)用新型的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本 實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
請(qǐng)參見圖1所示，圖1為本實(shí)用新型電路原理圖。本實(shí)用新型為一種 磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其主要應(yīng)用于變頻器中，用于IGBT驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)傳輸與IGBT的故障信號(hào)返回?cái)?shù)字脈沖信號(hào)。
本實(shí)用新型所述電路包括有整形觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器U18A、 U18B、 U18C、 U18D,高速驅(qū)動(dòng)器T1，T3，T4,T5高脈沖變壓器T3，觸發(fā)器U18A,U1犯, U19A、 U19B，微分電容C104、 C105、 C103，限流電阻R132、 R134,負(fù) 載電阻R135、 R136,加速自鎖電阻R130，R133。
其中觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器U18C與U18D連接，并與高速驅(qū)動(dòng)器T2和T4兩個(gè) 驅(qū)動(dòng)極并聯(lián)，T2和T4輸出極并聯(lián)后則與微分電容C104連接，輸入的數(shù)字 信號(hào)經(jīng)過T2和T4處理后進(jìn)行匯集，并通過微分電容C104輸出，這里C104 的輸出信號(hào)分別有三部分， 一部分通過限流電阻R132與輔助信號(hào)返回電路 連接； 一部分通過負(fù)載電阻R135接地；還有一部分則與高脈沖變壓器T3 連接；所述輔助信號(hào)返回電路主要包括有觸發(fā)器U18A、 U18B，加速自鎖 電阻R130，其中觸發(fā)器U18A、 U18B串聯(lián)，而加速自鎖電阻R130則與串 聯(lián)后的U18A、 U18B并聯(lián)，U18A、 U18B串聯(lián)后與外部CPU處理器連接， 用于接收反饋回來的輔助信號(hào)；所述高脈沖變壓器T3主要用于對(duì)接入的高 頻脈沖信號(hào)進(jìn)行隔離傳輸，并輸出信號(hào)到邊沿觸發(fā)暫存器U19A、 U19B, 通過U19A、 U19B進(jìn)行整形后還原成所需要的數(shù)字信號(hào)。
這里高脈沖變壓器T3和微分電容C104之間還設(shè)置有一 TVS管D20， 以對(duì)數(shù)字傳輸?shù)脑呥M(jìn)行過壓保護(hù)，經(jīng)過T2、 T4的高頻信號(hào)通過T3傳輸 后分為三部分， 一部分與限流電阻R134連接，而限流電阻R134則與整形 還原電路連接； 一部分則與輔助信號(hào)反饋1連接，另一部分在與輔助信號(hào) 反饋電路2連接。
其中整形還原電路主要包括有觸發(fā)器U19A、 U19B和加速自鎖電阻 R133,其中觸發(fā)器U19A、 U19B串聯(lián)后與加速自鎖電阻R133并聯(lián)，輔助信號(hào)反饋電路1則包括有高速驅(qū)動(dòng)器T1、偏置電阻R131和微分電容C103， 其中高速驅(qū)動(dòng)器Tl和偏置電阻R131并聯(lián)，二者并聯(lián)后與微分電容C103 連接；所述輔助信號(hào)反饋電路2包括微分電容C105、高速驅(qū)動(dòng)器T5、下拉 電阻R138、上拉電阻R137。
本實(shí)用新型工作原理為高頻數(shù)字信號(hào)通過觸發(fā)器U18C、 U18D驅(qū)動(dòng) 到高速驅(qū)動(dòng)器T2, T4再通過微分電容C104到變壓器T3原邊產(chǎn)生上脈沖信 號(hào)和上脈沖尖峰信號(hào)，該上、下脈沖信號(hào)通過變壓器T3數(shù)字信號(hào)傳輸，并 最后輸出到整形還原電路，由觸發(fā)器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行整形還原，并最終輸出 所需要的數(shù)字信號(hào)。
另外，由于只利用數(shù)字信號(hào)的上升和下降沿，在正脈沖的時(shí)候可以利用 上升沿微分后到下降沿微分前的這段時(shí)間，而負(fù)脈沖的時(shí)候可以利用下降 沿微分后到上升沿微分前的這段時(shí)間,可以用其信號(hào)傳輸一些如短路、過溫 度、故障等脈沖信息，則可以通過輔助信號(hào)反饋電路1與輔助信號(hào)反饋電 路2進(jìn)行處理，并通過輔助信號(hào)返回電路返回輸出到外部CPU處理器進(jìn)行 處理。
以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路進(jìn)行了 詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了 闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思 想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體 實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理 解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1、一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在于其中數(shù)字信號(hào)經(jīng)過由第一微分驅(qū)動(dòng)器(U18C)和第二微分驅(qū)動(dòng)器(U18D)組成的抗干擾觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器處理后，一部分通過第一高速驅(qū)動(dòng)器(T2)及第一微分電容(C104)產(chǎn)生上脈沖信號(hào)，一部分通過第二高速驅(qū)動(dòng)器(T4)及第一微分電容(C104)產(chǎn)生下脈沖信號(hào)，上述下脈沖信號(hào)和上脈沖信號(hào)匯集后通過變壓器(T3)進(jìn)行傳輸后輸出，并通過第一觸發(fā)器(U19A)和第二觸發(fā)器(U19B)整形后還原成數(shù)字信號(hào)輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于還包括一信號(hào)反饋電路，反饋信號(hào)通過變壓器(T3)、限流電阻(R132) 輸入到第三觸發(fā)器(U18A)、第四觸發(fā)器(U18B)，經(jīng)過整形處理后還原 成數(shù)字信號(hào)輸入到外部處理器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于所述反數(shù)字信號(hào)為輔助信號(hào)2上升沿，通過第三高速驅(qū)動(dòng)器(T5)反 相后及第三微分電容(C105)后，產(chǎn)生下脈沖信號(hào)，再由變壓器(T3)、 限流電阻(R132)輸入到第三觸發(fā)器(U18A)、第四觸發(fā)器(Ul犯)， 經(jīng)過整形處理后還原成數(shù)字信號(hào)輸入到外部處理器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于所述反饋信號(hào)包括短路脈沖信號(hào)、故障返回脈沖信號(hào)和過溫度脈沖信 號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于所述第一高速驅(qū)動(dòng)器(T2)、第二高速驅(qū)動(dòng)器(T4)與變壓器(T3)之間通過第一微分電容(C104)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于所述第二高速驅(qū)動(dòng)器(T4)與第一觸發(fā)器(U19A)之間通過限流電 阻(R134)連接，以防止燒壞第一觸發(fā)器(U19A)和第二觸發(fā)器(U19B)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其特征在 于所述第.一觸發(fā)器(U19A)、第二觸發(fā)器(U19B)串聯(lián)后并聯(lián)有一加 速自鎖電阻(R133)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磁耦合數(shù)字信號(hào)雙向傳輸電路，其中數(shù)字信號(hào)經(jīng)過由U18C和U18D組成的抗干擾觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器處理后一部分通過高速驅(qū)動(dòng)器T2，C104產(chǎn)生上脈沖信號(hào)，一部分通過高速驅(qū)動(dòng)器T4，C104產(chǎn)生下脈沖信號(hào)，上述下脈沖信號(hào)和上脈沖信號(hào)匯集后通過變壓器T3進(jìn)行傳輸后輸出，并通過觸發(fā)器U19A和U19B整形后還原成數(shù)字信號(hào)輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)品具有安全性能高、抗干擾性能好、傳輸速度快和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K5/01GK201435683SQ20092013598
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者王志文 申請(qǐng)人:深圳市安邦信電子有限公司