一種電量隔離傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電量隔離傳感器技術領域，特別是涉及一種電量隔離傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著新能源技術的發展，為優化能源供應效率，一些大功率系統采用了較高的工作電壓。例如高鐵與城軌的機車牽引系統，我國目前以直流750V、1500V為主流，國外最高牽引電壓高達3600V ;除此之外，大功率變頻或逆變控制器、航天直流高壓配電系統、科研用強磁場高壓線圈等，都可能工作在高壓驅動模式。對于這類系統的監測，一方面，根據安全要求，工作電壓高了，為保障人身與設備的安全，隔離電壓也須相應提高，如地鐵牽引系統要求隔離耐壓在1kVAC以上；另一方面，相對于低壓小功率系統，該類系統中可能存在雙極性、高共模電壓信號，需要隔離耐壓更高、可靠性更高的監測產品。
[0003]電磁隔離式脈沖寬度調制(Pulse Width Modulat1n,PffM)技術，傳遞的是脈寬信號，傳輸準確度幾乎不受漏感影響，本應該非常適合高隔離監測場合，然而，長期以來，實現高精度的PWM調制解調技術難度很大，產品溫度性能差，可靠性低，尤其是在有成本控制的前提下，以至于國內外極少見成功應用于量產的高精度工業產品。長期以來，國內鐵路行業主要靠引進國外廠商傳感器，近年來，雖國內也有見個別廠家推出了直流高壓高隔離產品，但測量準確度只到0.5級，與國外產品還有一定差距。
[0004]因此，如何提供一種高精度和高可靠性的電量隔離傳感器是本領域技術人員目前需要解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種電量隔離傳感器，本發明提供的電量隔離傳感器采用閉環的PffM調制方式，實現直流輸入信號對PWM調制信號的線性脈寬調制，實現了電量隔離傳感器的高隔離，提高了電量隔離傳感器的精度和可靠性。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種電量隔離傳感器，包括:
[0007]PffM閉環調制電路，用于依據直流輸入信號、采用閉環控制生成PffM調制信號；
[0008]變壓器，用于將所述PffM調制信號中的脈寬信息耦合到PffM解調電路；
[0009]所述PffM解調電路，用于對所述脈寬信息進行解調，得到并輸出直流輸出信號。
[0010]優選地，所述PffM閉環調制電路包括方波振蕩電路、第一濾波電路、第二反相器、第二濾波電路、積分運算放大器、R3、R5、C5以及參考電壓給定裝置，其中:
[0011]所述方波振蕩電路與所述第一濾波電路的輸入端連接，所述第一濾波電路的輸出端與所述第二反相器的輸入端連接，所述第二反相器的輸出端分別與所述第二濾波電路的輸入端以及通過所述C5與所述變壓器的輸入端連接，所述直流輸入信號通過所述R5與所述第二濾波電路的輸出端信號疊加后送至所述積分運算放大器的反向輸入端，所述積分運算放大器的同相輸入端與所述參考電壓給定裝置連接，所述積分運算放大器的輸出端經過所述R3與所述第一濾波電路的輸出端連接。
[0012]優選地，所述方波振蕩電路包括Rl、Cl以及第一反相器，其中:
[0013]所述Rl的第一端與所述Cl的第一端連接，所述Rl與所述Cl的公共端與所述第一反相器的輸入端連接，所述Cl的第二端接地，所述Rl的第二端與所述第一方向器的輸出端連接作為所述方波振蕩電路的輸出端。
[0014]優選地，所述第一濾波電路包括R2和C2，其中:
[0015]所述R2的第一端與所述方波振蕩電路的輸出端連接，所述R2的第二端與所述C2的第一端連接，所述C2的第二端接地，所述R2的第一端作為所述第一濾波電路的輸入端，所述R2與所述C2的公共端作為所述第一濾波電路的輸出端。
[0016]優選地，所述第二濾波電路包括R4和C4，其中:
[0017]所述R4的第一端與所述第二反相器的輸出端連接，所述R4的第二端與所述C4的第一端連接，所述C4的第二端接地，所述R4的第一端作為所述第二濾波器的輸入端，所述R4和所述C4的公共端作為所述第二濾波電路的輸出端。
[0018]優選地，所述積分運算放大器包括運算放大器和C3，其中:
[0019]所述C3的第一端與所述運算放大器的反向輸入端連接，所述C3的第二端與所述運算放大器的輸出端連接作為所述積分運算放大器的輸出端。
[0020]優選地，所述PffM解調電路包括PffM波解調裝置，所述PffM波解調裝置包括R6、R7、尺8、1?9、第一三極管01、第二三極管Q2以及D觸發器，其中:
[0021]所述R6的第一端與所述變壓器的輸出端正極連接，所述R6與所述變壓器的輸出端正極的公共端分別與所述第一三極管Ql的發射極以及所述第二三極管Q2的基極連接，所述R6的第二端與所述R7的第一端連接并接地，所述R7的第二端與所述變壓器的輸出端負極連接，所述R7以及所述變壓器的輸出端負極的公共端分別與所述第一三極管Ql的基極以及所述第二三極管Q2的發射極連接；所述R8的第一端分別與所述第一三極管Ql的集電極、所述D觸發器的置位端SD連接，所述R8的第二端與所述R9的第一端連接并接電源，所述R9的第二端分別與所述第二三極管Q2集電極、所述D觸發器的復位端CD連接，所述D觸發器的數據端D和時鐘端CLK均接地。
[0022]優選地，所述PffM解調電路還包括低通濾波器以及直流信號輸出模塊，其中:
[0023]所述低通濾波器的輸入端與所述D觸發器的輸出端PO連接，所述低通濾波器的輸出端與所述直流信號輸出模塊的輸入端連接，所述直流信號輸出模塊的輸出端輸出所述直流輸出信號。
[0024]優選地，所述變壓器為PCB無磁芯耦合變壓器。
[0025]本發明提供的一種電量隔離傳感器，包括PffM閉環調制電路、變壓器、以及PffM解調電路，PffM閉環調制電路依據直流輸入信號、采用閉環控制生成PffM調制信號；變壓器將PWM調制信號中的脈寬信息耦合到PWM解調電路；PWM解調電路用于對脈寬信息進行解調，得到并輸出直流輸出信號。可見，本發明提供的電量隔離傳感器采用閉環的PWM調制方式，實現直流輸入信號對PWM調制信號的線性脈寬調制，實現了電量隔離傳感器的高隔離，提高了電量隔離傳感器的精度和可靠性。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發明提供的一種電量隔離傳感器的結構示意圖；
[0028]圖2為本發明提供的另一種電量隔離傳感器的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]本發明的核心是提供一種電量隔離傳感器，本發明提供的電量隔離傳感器采用閉環的PffM調制方式，實現直流輸入信號對PWM調制信號的線性脈寬調制，實現了電量隔離傳感器的高隔離，提高了電量隔離傳感器的精度和可靠性。
[0030]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]實施例一
[0032]請參照圖1，圖1為本發明提供的一種電量隔離傳感器的結構示意圖；
[0033]該電量隔離傳感器，包括:
[0034]PffM閉環調制電路11，用于依據直流輸入信號、采用閉環控制生成PWM調制信號；
[0035]變壓器12，用于將PffM調制信號中的脈寬信息耦合到PffM解調電路13 ；
[0036]PffM解調電路13，用于對脈寬信息進行解調，得到并輸出直流輸出信號。
[0037]本發明提供的一種電量隔離傳感器，包括PffM閉環調制電路、變壓器、以及PffM解調電路，PffM閉環調制電路依據直流輸入信號、采用閉環