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标题: Σ-Δ型隔离放大器跨障碍传输低频信号 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-9-18 22:44 标题: Σ-Δ型隔离放大器跨障碍传输低频信号

关键字：Σ-Δ型隔离放大器低频信号
图1的隔离放大器电路结构很简单但很精确。根据图中所示的值，它可以通过单位增益对0V~5V的直流电或低频信号进行转换，而且在此过程中还可以通过改变R4对增益进行调整。
图1的下半部分是一个DC-DC变压器，为分立的U1A和U1B提供+12V和-5V电压。U2B到U2F这个部分为Q1的振荡器和驱动器，而Q1则作为顺向型转换器。选用微型变压器是因为它具有低匝间电容、高原边电感，以及足够的泄漏电容，其泄露电容限制了Q1的峰值电流。因为频率(约300kHz)和原边电感(10MH)都比较高，因此变压器中存储的能量较低(平均为15mW)，没有必要安装缓冲元件，Q1本身可以处理在关闭状态下产生的过电压。

由比较器U1形成的隔离放大器充当Σ-Δ转换器，而C4则充当积分电容器。在J1处的输入电压通过R4为C4充电。当U1A输出低电平，C4通过R1和R2放电至-5V。D1和R7引入了一个小的滞后。当C4的电压低于滞后值时，U1A输出高电平(打开)，C4再次通过R4充电，循环再次开始。输出脉冲占空比随着J1电平的变化而变化。由于负反馈而且R1+R2=R4，U1A的输出脉冲电压平均值应与输入电压相同。

当U1A输出的电压降至-5V时，U1B对输出电压进行缓冲并驱动光耦LED。在这种情况下，U2A切换为与U1相同的占空比形式，因此被R6和C5过滤的输出电压平均值与U1的输出电压平均值相同。从5V到0.2V的最大线性误差为1.3％。输出电压平均值为4V时，开关频率约为3100Hz；输出电压平均值为0.4V时，开关频率约为1360Hz；而输出电压平均值为90mV时，开关频率则降至327Hz。为了在低输入电压条件下提高精确度，R2和C1在OC1处模拟延迟，确保通过隔离和非隔离元件的延迟相同。

该电路已用于pH测量仪和氧化还原放大器，以隔离三相交流逆变器中的速度信号。如果输入电压相对于隔离接地部分而言既为正电压也为负电压，则可以使用如图2所示的电路来对U1A引入直流偏移以确保输出的一直是正电压。

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