一种基于电容的电磁全隔离直流电源传输电路

高性能的电子电路要求高度洁净的电源。然而目前在供电线路上的各种电器设备会产生许多高次谐波，对供电质量造成影响。开关型稳压电源以及DC-DC变换器都在输入回路中采用开关管作为斩断电流的器件。高频变压器把脉动的电流信号由初级回路传输到次级回路，再通过采样反馈到初级，实现稳压调节。在典型的电源电路中[1][2][3]，尽管输入端与输出端不共地，但高频变压器作为电磁耦合通道，其传递函数有一定的频率选择性。输入端电源窄脉冲干扰含有十分丰富的频率分量，会耦合到输出端，使电源的供电质量下降，存在使微机程序跑飞的可能性。

本文提出了一种基于电容的全隔离直流电源传输电路，它依靠几组电容存储电荷来实现传输电能。由于电路输入、输出端不存在电磁耦合通路，电路实现了完全的电磁隔离。

1　电路总体结构

本直流传输电路的系统框图如图1所示。

图1 直流传输电路系统框图

图1中A是MOS管的阵列，B是电容的阵列，C是光电耦合器的阵列，D是稳压电路，E是电压比较器，F是单片机。

光电耦合器控制MOS管的导通与断开，从而控制电容的工作状态。而光电耦合器的控制信号来自单片机。单片机的触发信号来自稳压电路与电压比较器组成的判决电路。

稳压电路将输出电压稳定为固定值，分压后作为阈值电压Vth。电压比较器将输出电压Vout 与阈值电压Vth 比较，若Vout 小于Vth ，触发单片机。单片机收到触发信号后，控制光电耦合器的导通与断开，从而控制MOS管的导通与断开，改变电容的工作状态。

2　供电及电磁隔离的原理

为了利用电容给负载供电并且同时保证负载两端电压的稳定，采用多个电容是理想的解决方法。可以将多个电容分为两组，在同一时刻，保证有一组电容给负载供电而另外一组接受外部电源的充电。在单片机控制下的MOS管实现输入输出间的电磁隔离。

图2表示电容、MOS管、光电耦合器的连接图，即图1中的A、B、C的连接。

图2 电容、MOS管、光电耦合器的连接图

来源：电源在线