本發明涉及磁隔離反饋電路技術領域，尤其涉及一種電源領域中實現閉環控制的磁隔離反饋電路及方法。

背景技術：

在衛星和航天電子系統等專業級別的電源中，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，光電耦合器是通過光信號的傳送實現耦合的，輸入和輸出之間沒有直接的電氣聯系，具有很強的隔離作用。但是由于光耦隔離方式存在輻照環境下失效率高的問題，而磁隔離反饋則無光耦合反饋的上述問題，在高溫、高壓等惡劣環境下能保持較高的精度和穩定性，適用于高等級、長壽命場合。

技術實現要素：

本發明實施例要解決的技術問題是，提供一種磁隔離反饋電路，能準確的反饋誤差信號，抗干擾能力強。

本發明實施例進一步要解決的技術問題是，提供一種磁隔離反饋方法，能準確的反饋誤差信號，抗干擾能力強。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種磁隔離反饋電路，包括：電壓比較模塊，用于根據外部電源輸入的電壓信號產生誤差信號；

誤差信號轉換模塊，用于接收電壓比較模塊輸出的誤差信號并根據所述誤差信號產生方波信號；

磁隔離模塊，用于接收誤差信號轉換模塊輸出的方波信號并對所述方波信號進行磁隔離后輸出；

整流濾波模塊，用于對磁隔離模塊輸出的電壓進行整流濾波后再輸出；

信號放大模塊，用于將整理濾波模塊的輸出電壓進行放大；以及，

COMP比較模塊，用于接收信號放大模塊輸出的放大信號進而實現反饋控制。

進一步地，所述誤差信號轉換模塊包括用于將電壓比較模塊輸出的誤差信號轉換成方波信號的誤差信號轉換芯片。

進一步地，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轉換芯片相對應的兩個端腳，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。

進一步地，所述變壓器的一次線圈的兩端還分別通過第一電阻和第二電阻接地。

進一步地，所述整流濾波模塊由二極管和第一電容構成，所述二極管的陽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。

進一步地，所述信號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，集電極通過第三電阻連接基準電壓端且所述集電極還連接COMP比較模塊輸入端，發射極接地，且自集電極至發射極之間還依次串聯有第二電容和第四電阻。

進一步地，所述信號放大模塊還包括串聯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射極的分流電阻。

進一步地，所述COMP比較模塊包括用于根據所述信號放大模塊的輸出信號調整輸出電壓進而實現反饋控制的脈寬調整芯片，所述脈寬調整芯片具有接收所述信號放大模塊的輸出信號的COMP端口。

本發明實施例還提供了一種磁隔離反饋方法，包括：

S10，根據外部電源輸出端的電壓信號產生誤差信號后輸出；

S11，接收所述誤差信號并轉換成方波信號；

S12，對所述方波信號進行磁隔離后輸出；

S13，對磁隔離后的電壓進行整流濾波后再輸出；

S14，接收整流濾波后的電壓信號并對所述電壓信號進行放大；

S15，接收放大信號并根據放大信號進行比較并實現反饋控制。

通過采用上述技術方案，本發明實施例的有益效果如下：本發明實施例通過電壓比較模塊與外部電源輸出端連接，電壓比較模塊根據外部電源輸出端的電壓信號產生誤差信號輸出給誤差信號轉換模塊，誤差信號轉換模塊將誤差信號轉換成方波信號輸出，再通過磁隔離模塊和整理濾波模塊對誤差信號轉換模塊傳送過來的方波信號進行磁隔離和整流濾波處理，最后再通過信號放大模塊將磁隔離和整流濾波后的電壓信號進行放大并輸出給COMP比較模塊，COMP比較模塊根據放大后的電壓信號的電壓大小調整占空比大小，進而實現反饋控制。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境中性能退化對產品的影響，能準確地還原副邊的誤差信號，實現電源電路的閉環控制，抗干擾能力強。

附圖說明

圖1為本發明磁隔離反饋電路一個實施例的結構示意圖。

圖2為本發明磁隔離反饋電路一個實施例的內部結構示意圖。

圖3為本發明磁隔離反饋方法一個實施例的步驟流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本申請作進一步詳細說明。應當理解，以下的示意性實施例及說明僅用來解釋本發明，并不作為對本發明的限定，而且，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互結合。

如圖1至圖2所示，本發明一個實施例提供一種磁隔離反饋電路，包括：

電壓比較模塊1，用于根據外部電源輸入的電壓信號產生誤差信號；

誤差信號轉換模塊2，用于接收電壓比較模塊1輸出的誤差信號并根據所述誤差信號產生方波信號；

磁隔離模塊3，用于接收誤差信號轉換模塊2輸出的方波信號并對所述方波信號進行磁隔離后輸出；

整流濾波模塊4，用于對磁隔離模塊3輸出的電壓進行整流濾波后再輸出；

信號放大模塊5，用于將整理濾波模塊4的輸出電壓進行放大；以及，

COMP比較模塊6，用于接收信號放大模塊輸出的放大信號進而實現反饋控制。

本實施例通過電壓比較模塊1與外部電源輸出端連接，電壓比較模塊1根據外部電源輸出端的電壓信號產生誤差信號輸出給誤差信號轉換模塊2，誤差信號轉換模塊2將誤差信號轉換成方波信號輸出，再通過磁隔離模塊3和整理濾波模塊4對誤差信號轉換模塊2傳送過來的方波信號進行磁隔離和整流濾波處理，最后再通過信號放大模塊5將磁隔離和整流濾波后的電壓信號進行放大并輸出給COMP比較模塊6，COMP比較模塊6根據放大后的電壓信號的電壓大小調整占空比，進而實現反饋控制。通過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境中性能退化對產品的影響，能準確地還原副邊的誤差信號，實現電源電路的閉環控制，抗干擾能力強。

在一個實施例中，所述誤差信號轉換模塊2包括用于將電壓比較模塊1輸出的誤差信號轉換成方波信號的誤差信號轉換芯片U1。

本實施例的誤差轉換模塊2采用誤差信號轉換芯片U1將電源輸出的誤差信號轉換成方波信號，能有效避免誤差信號在傳輸時受到干擾而產生的誤差。

在一個實施例中，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轉換芯片U1相對應的兩個端腳，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。

本實施例通過變壓器T1對誤差信號轉化芯片U1輸出的方波信號進行磁隔離處理。在具體實施時，所述變壓器T1的匝比可以設計成1:1，電路結構簡單，可靠性高，有效簡化了磁隔離耦合變壓器的設計，降低生產成本。

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

本實施例通過在變壓器T1的一次線圈的兩端分別通過第一電阻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超出變壓器額定電壓進而導致變壓器T1損壞。

在一個可選實施例中，所述整流濾波模塊4由二極管D1和第一電容C1構成，所述二極管D1的陽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。

本實施例通過二極管D1和第一電容C1對隔離后的方波信號進行整流處理輸出直流電壓，并通過濾波處理濾除直流電壓中的紋波，輸出平滑的直流電壓。

在另一個實施例中，所述信號放大模塊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，集電極通過第三電阻R3連接基準電壓端VREF且所述集電極還連接COMP比較模塊6輸入端，發射極接地，且自集電極至發射極之間還依次串聯有第二電容C2和第四電阻R4。

本實施例通過信號放大模塊5對整流濾波模塊4整流濾波后的電壓信號變化情況進行方向放大，然后輸出給COMP比較模塊6，能有效提高電路的抗干擾能力。

在一個可選實施例中，所述信號放大模塊4還包括串聯在三極管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射極的分流電阻R6。

本實施例通過分壓電阻R5和分流電阻R6共同作用調節三極管Q1的電流，起到調節增益大小的作用，通過控制信號放大模塊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。

在另一可選實施例中，所述COMP比較模塊6包括用于根據所述信號放大模塊5的輸出信號調整輸出電壓進而實現反饋控制的脈寬調整芯片U2，所述脈寬調整芯片U2具有接收所述信號放大模塊5的輸出信號的COMP端口。

本實施例通過脈寬調整芯片U2根據信號放大模塊5的輸出電壓調整占空比大小，信號放大模塊5的輸出電壓越高則脈寬調整芯片U2的占空比越大，反之亦然，信號放大模塊5的輸出電壓越低則脈寬調整芯片U2的占空比越小，從而達到調整輸出電壓的目的，實現反饋控制。

如圖3所示，在一個具體實施例中，本發明磁隔離反饋方法的步驟包括：

S10，根據外部電源輸出端的電壓信號產生誤差信號后輸出；

S11，接收外接電源輸入的誤差信號并轉換成方波信號；

S12，對所述方波信號進行磁隔離后輸出；

S13，對磁隔離后的電壓進行整流濾波后再輸出；

S14，接收整流濾波后的電壓信號并對所述電壓信號進行放大；

S15，接收放大信號并根據放大信號進行比較并實現反饋控制。

本實施例通過采用磁隔離方式代替了光耦隔離方式，實現電源電路的閉環控制，抗干擾能力強，適用于航空、航天等高等級場合。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。