一种可调式交流恒流隔离输出装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种可调式交流恒流隔离输出装置。


背景技术：

2.目前，在单片机控制场合，通常来自ad的交流信号是呈现阶梯级的，在使用时交流电压信号不够平滑，恒流电源不可调，且与负载连接没有隔离保护，容易导致恒流电源损坏，影响电路正常运行。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可调式交流恒流隔离输出装置，可以将交流阶梯信号转换为可调的大功率交流恒流电源输出。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
5.一种可调式交流恒流隔离输出装置，它包括：
6.电平抬升模块，所述电平抬升模块的输入端连接交流阶梯信号，用于对交流阶梯信号进行电平抬升；
7.开关电容滤波器模块，所述开关电容滤波器模块的输入端与电平抬升模块的输出端相连，用于将交流阶梯信号转换为平滑的交流电压信号；
8.运算放大器模块，所述运算放大器模块的输入端与开关电容滤波器模块的输出端相连，用于将交流电压信号转换为可调的交流恒流电源；
9.隔离模块，所述隔离模块的输入端与运算放大器模块的输出端相连，所述隔离模块的输出端与负载相连，用于将交流恒流电源和负载进行隔离。
10.进一步，所述电平抬升模块包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电阻r1的一端连接5v电源，所述电阻r1的另一端与电阻r2的一端相连，所述电阻r2的另一端接地，所述电容c1的一端连接交流阶梯信号，所述电容c1的另一端与电阻r1和电阻r2的连接端相连。
11.进一步，所述开关电容滤波器模块包括开关电容滤波器u1、电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4，所述电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4构成开关电容滤波器u1的单电源供电，所述开关电容滤波器u1的8脚与电阻r1和电阻r2的连接端相连相连，所述开关电容滤波器u1的2脚连接方波时钟信号，所述开关电容滤波器u1的5脚输出平滑的交流电压信号。
12.进一步，所述运算放大器模块包括运算放大器u2、隔离电容c4、电阻r5、可调电阻r6和电容c5，所述运算放大器u2的同相输入端通过隔离电容c4与开关电容滤波器u1的5脚相连，所述运算放大器u2的同相输入端与电阻r5相连，所述电阻r5接地，所述运算放大器u2的反相输入端和输出端分别与隔离模块相连，所述运算放大器u2的输出端通过电容c5进行滤波，所述运算放大器u2的反相输入端与可调电阻r6相连，所述可调电阻r6接地。
13.进一步，所述隔离模块为隔离变压器t1，所述隔离变压器t1的输入端分别与运算放大器u2的反相输入端和输出端相连，所述隔离变压器t1的输出端连接负载。
14.采用了上述技术方案，本实用新型通过电平抬升模块对交流阶梯信号进行抬升，
然后通过开关电容滤波器模块将交流阶梯信号转换为平滑的交流电压信号，再由运算放大器模块将交流电压信号转换为可调的交流恒流电源输出，既实现电压-电流转换又实现功率放大，然后输出至变压器实现输出隔离及阻抗匹配。本实用新型的输入只需0～3.3v交流阶梯信号即可实现相应的可调大功率交流恒流电源输出，电路简单，性价比高，输出隔离安全性高，非常适合单片机控制场合，极易实现可调参数软件化。
附图说明
15.图1为本实用新型的一种可调式交流恒流隔离输出装置的原理框图；
16.图2为本实用新型的一种可调式交流恒流隔离输出装置的电路原理图。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
18.如图1所示，一种可调式交流恒流隔离输出装置，它包括：
19.电平抬升模块，电平抬升模块的输入端连接交流阶梯信号，用于对交流阶梯信号进行电平抬升；
20.开关电容滤波器模块，开关电容滤波器模块的输入端与电平抬升模块的输出端相连，用于将交流阶梯信号转换为平滑的交流电压信号；
21.运算放大器模块，运算放大器模块的输入端与开关电容滤波器模块的输出端相连，用于将交流电压信号转换为可调的交流恒流电源；
22.隔离模块，隔离模块的输入端与运算放大器模块的输出端相连，隔离模块的输出端与负载相连，用于将交流恒流电源和负载进行隔离。
23.如图2所示，电平抬升模块包括电容c1、电阻r1和电阻r2，电阻r1的一端连接5v电源，电阻r1的另一端与电阻r2的一端相连，电阻r2的另一端接地，电容c1的一端连接交流阶梯信号，电容c1的另一端与电阻r1和电阻r2的连接端相连。电阻r1、r2构成了2.5v的静态工作点，使得交流阶梯信号通过隔离电容c1传入后抬升一个电平，以满足开关电容滤波器u1的输入电平范围要求。
24.如图2所示，开关电容滤波器模块包括开关电容滤波器u1、电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4，开关电容滤波器u1的型号为max291，电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4构成开关电容滤波器u1的单电源供电，开关电容滤波器u1的8脚与电阻r1和电阻r2的连接端相连相连，开关电容滤波器u1的2脚连接方波时钟信号，开关电容滤波器u1的5脚输出平滑的交流电压信号。使用时，只需从max291的1脚输入交流信号最大频率100倍的方波时钟，即可从5脚输出平滑的交流电压信号，然后通过隔离电容c4传入功率运算放大器u2的同相输入端。
25.如图2所示，运算放大器模块包括运算放大器u2、隔离电容c4、电阻r5、可调电阻r6和电容c5，运算放大器u2的型号为tda2030，运算放大器u2的同相输入端通过隔离电容c4与开关电容滤波器u1的5脚相连，运算放大器u2的同相输入端与电阻r5相连，电阻r5接地，运算放大器u2的反相输入端和输出端分别与隔离模块相连，运算放大器u2的输出端通过电容c5进行滤波，运算放大器u2的反相输入端与可调电阻r6相连，可调电阻r6接地。根据运算放大器u2的特性，反相输入端有完全相同的电压幅度。因此，调整可调电阻r6的阻值，就可以
在tda2030的4脚输出对应的交流恒流电源，电流值为（v
r6
/r6），v
r6
对应原交流阶梯信号平滑后的电压，两者的峰值相当。
26.如图2所示，隔离模块为隔离变压器t1，隔离变压器t1的输入端分别与运算放大器u2的反相输入端和输出端相连，隔离变压器t1的输出端连接负载。隔离模块为隔离变压器t1，隔离变压器t1同时匹配外部负载，隔离变压器t1的匝数比为1比8。
27.以上的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种可调式交流恒流隔离输出装置，其特征在于，它包括：电平抬升模块，所述电平抬升模块的输入端连接交流阶梯信号，用于对交流阶梯信号进行电平抬升；开关电容滤波器模块，所述开关电容滤波器模块的输入端与电平抬升模块的输出端相连，用于将交流阶梯信号转换为平滑的交流电压信号；运算放大器模块，所述运算放大器模块的输入端与开关电容滤波器模块的输出端相连，用于将交流电压信号转换为可调的交流恒流电源；隔离模块，所述隔离模块的输入端与运算放大器模块的输出端相连，所述隔离模块的输出端与负载相连，用于将交流恒流电源和负载进行隔离。2.根据权利要求1所述的一种可调式交流恒流隔离输出装置，其特征在于：所述电平抬升模块包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电阻r1的一端连接5v电源，所述电阻r1的另一端与电阻r2的一端相连，所述电阻r2的另一端接地，所述电容c1的一端连接交流阶梯信号，所述电容c1的另一端与电阻r1和电阻r2的连接端相连。3.根据权利要求2所述的一种可调式交流恒流隔离输出装置，其特征在于：所述开关电容滤波器模块包括开关电容滤波器u1、电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4，所述电容c2、电容c3、电阻r3和电阻r4构成开关电容滤波器u1的单电源供电，所述开关电容滤波器u1的8脚与电阻r1和电阻r2的连接端相连相连，所述开关电容滤波器u1的2脚连接方波时钟信号，所述开关电容滤波器u1的5脚输出平滑的交流电压信号。4.根据权利要求3所述的一种可调式交流恒流隔离输出装置，其特征在于：所述运算放大器模块包括运算放大器u2、隔离电容c4、电阻r5、可调电阻r6和电容c5，所述运算放大器u2的同相输入端通过隔离电容c4与开关电容滤波器u1的5脚相连，所述运算放大器u2的同相输入端与电阻r5相连，所述电阻r5接地，所述运算放大器u2的反相输入端和输出端分别与隔离模块相连，所述运算放大器u2的输出端通过电容c5进行滤波，所述运算放大器u2的反相输入端与可调电阻r6相连，所述可调电阻r6接地。5.根据权利要求2所述的一种可调式交流恒流隔离输出装置，其特征在于：所述隔离模块为隔离变压器t1，所述隔离变压器t1的输入端分别与运算放大器u2的反相输入端和输出端相连，所述隔离变压器t1的输出端连接负载。

技术总结
本实用新型公开了一种可调式交流恒流隔离输出装置，它包括电平抬升模块、开关电容滤波器模块、运算放大器模块和隔离模块，所述电平抬升模块的输入端连接交流阶梯信号，用于对交流阶梯信号进行电平抬升；所述开关电容滤波器模块的输入端与电平抬升模块的输出端相连，用于将交流阶梯信号转换为平滑的交流电压信号；所述运算放大器模块的输入端与开关电容滤波器模块的输出端相连，用于将交流电压信号转换为可调的交流恒流电源；所述隔离模块的输入端与运算放大器模块的输出端相连，所述隔离模块的输出端与负载相连。本实用新型提供一种可调式交流恒流隔离输出装置，可以将交流阶梯信号转换为可调的大功率交流恒流电源输出。号转换为可调的大功率交流恒流电源输出。号转换为可调的大功率交流恒流电源输出。


技术研发人员：恽旦民
受保护的技术使用者：常州思雅医疗器械有限公司
技术研发日：2021.07.31
技术公布日：2022/3/8