电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片与流程

1.本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片。


背景技术：

2.电容隔离芯片可以实现信号的隔离传输功能，其结构如图1所示。芯片封装内部有左右两块基板构成，且左右基板并不相连，左右基板上各有一颗裸片，分别作为发送机和接收机。发送机和接收机由不同的控制电路和高压隔离电容ciso组成，高压电容之间通过打线互联。交流信号通过高压电容形成的高通路径，跨过隔离带，将信号由发送机传输到接收机，而直流信号则被高压电容阻挡，从而达到高压隔离的目的。
3.随着使用时间的延长，电容隔离芯片中的高压电容在经过反复充放电之后，其隔离性能会逐渐下降。为了保证其最低的隔离强度要求，通常会通过后期老化测试，筛除可能发生缺陷的芯片，同时通过高温高湿加速老化等实验，来模拟出高压电容的衰减情况，最后直接给出其使用年限的结论。
4.然而，上述老化测试的方法只是一种模拟的方式，其结论并不一定十分准确，且也无法对每一批次甚至每一芯片做出精确的判断。一旦有芯片发生错漏，会导致十分严重的后果。同时，上述老化测试本身是一种破坏性的测试，即测试后的芯片无法再继续使用，会造成芯片的损失。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片，以对高压隔离电容隔离性能的衰减情况进行实时检测，并且该检测为非破坏性检测。
6.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电容衰减检测电路，用于隔离电容器，所述隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信，所述检测电路包括：比较子电路，所述比较子电路的输入端与所述接收机的输入端连接，所述比较子电路用于通过所述隔离电容器接收隔离通信信号，并将所述隔离通信信号与预设基准信号进行比较，输出比较结果，其中，所述比较结果用于判定所述隔离电容器是否发生衰减。
7.另外，本发明上述实施例的电容衰减检测电路还可以具有如下附加的技术特征：
8.根据本发明的一个实施例，所述检测电路还包括：预处理子电路，连接在所述接收机的输入端和所述比较子电路的输入端之间，用于对所述隔离通信信号进行预处理，并将预处理后的隔离通信信号发送至所述比较子电路。
9.根据本发明的一个实施例，所述隔离通信信号采用差分信号，所述预处理包括滤波处理、放大处理、加权处理中的至少一者。
10.根据本发明的一个实施例，所述预处理为放大处理时，所述预处理子电路包括：第
一偏置单元，用于提供第一偏置；放大单元，与所述接收机的输入端、所述偏置单元分别连接，用于在所述第一偏置的作用下，对所述隔离通信信号进行差分放大；负载单元，与所述放大单元、所述第一偏置单元和所述比较子电路的输入端分别连接，用于在所述第一偏置的作用下，将差分放大后的隔离通信信号输出至所述比较子电路。
11.根据本发明的一个实施例，所述第一偏置单元包括：第一～第四开关管；其中，第一开关管的第一端、第二开关管的第一端连接至预设电源，所述第一开关管的第二端与第三开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与第四开关管的第一端连接，所述第三开关管的第二端与所述负载单元的第一输入端、所述放大单元的第一控制端分别连接，所述第四开关管的第二端与所述负载单元的第二输入端、所述放大单元的第二控制端分别连接，所述第一开关管的控制端、所述第二开关管的控制端用以输入第一偏置信号，所述第三开关管的控制端、所述第四开关管的控制端用以输入第二偏置信号，以使所述第一偏置单元在所述第一偏置信号和所述第二偏置信号的作用下，向所述负载单元、所述放大单元分别提供所述第一偏置。
12.根据本发明的一个实施例，所述负载单元包括：第一～第四电阻、第五～第六开关管、第一～第二电容；其中，第一电容的第一端、第五开关管的第一端、第六开关管的第一端、第二电容的第一端均连接至所述预设电源；第一电阻的第一端作为所述负载单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端作为所述负载单元的第三输入端，与所述放大单元的第三控制端、第一输出端分别连接，所述第一电容的第二端与所述第五开关管的控制端、第二电阻的第一端分别连接，所述第五开关管的第二端与所述第二电阻的第二端连接，并作为所述负载单元的第一输出端，与所述放大单元第二输出端、所述比较子电路的第一输入端分别连接；第四电阻的第一端作为所述负载单元的第二输入端，所述第四电阻的第二端作为所述负载单元的第四输入端，与所述放大单元的第四控制端、第三输出端分别连接，所述第二电容的第二端与所述第六开关管的控制端、第三电阻的第一端分别连接，所述第六开关管的第二端与所述第三电阻的第二端连接，并作为所述负载单元的第二输出端，与所述放大单元第四输出端、所述比较子电路的第二输入端分别连接。
13.根据本发明的一个实施例，所述放大单元包括：第七～第十四开关管；其中，第七开关管的控制端、第九开关管的控制端作为所述放大单元的第一控制端，所述第七开关管的第一端作为所述放大单元的第一输出端，第八开关管的控制端、第十开关管的控制端作为所述放大单元的第三控制端，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接，所述第八开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的低位信号端，所述第九开关管的第一端作为所述放大单元的第二输出端，所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接，所述第十开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的高位信号端；第十一开关管的控制端、第十三开关管的控制端作为所述放大单元的第二控制端，所述第十三开关管的第一端作为所述放大单元的第三输出端，第十二开关管的控制端、第十四开关管的控制端作为所述放大单元的第四控制端，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端连接，所述第十四开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的高位信号端，所述第十一开关管的第一端作为所述放大单元的第四输出端，所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接，所述第十二开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的低位信号端。
14.根据本发明的一个实施例，所述比较子电路包括：第二偏置单元，用于提供第二偏置和第三偏置，并在所述第二偏置的作用下生成偏置电流，以作为所述预设基准信号；比较单元，与所述负载单元的第一输出端、第二输出端和所述第二偏置单元分别连接，用于在所述第三偏置的作用下根据所述隔离通信信号生成检测电流，并将所述检测电流与所述偏置电流进行比较，输出所述比较结果。
15.根据本发明的一个实施例，所述第二偏置单元包括：第六～第七功率管、第十二～第十四功率管；其中，第七功率管的第一端连接至所述预设电源，所述第七功率管的控制端用以输入第三偏置信号，所述第七功率管的第二端与第十二功率管的第一端、所述第十二功率管的控制端、第十三功率管的控制端、第十四功率管的控制端、第六功率管的控制端分别连接，以提供所述第二偏置，所述第十三功率管的第一端、所述第十四功率管的第一端分别与所述比较单元的第一输入端、第二输入端连接，以向所述比较单元提供所述第三偏置，所述第六功率管的第一端与所述比较单元的输出端连接，所述第十二功率管的第二端、所述第十三功率管的第二端、所述第十四功率管的第二端、所述第六功率管的第二端接地。
16.根据本发明的一个实施例，所述比较单元包括：第一～第五功率管、第八～第十一功率管；其中，第一功率管的控制端与第四功率管的控制端连接，并作为所述比较子电路的第一输入端，第二功率管的控制端与第三功率管的控制端连接，并作为所述比较子电路的第二输入端，第八功率管的第一端、第九功率管的第一端、第十功率管的第一端、第十一功率管的第一端、第五功率管的第一端均连接至所述预设电源，所述第八功率管的控制端用以输入所述第三偏置信号；所述第一功率管的第一端与所述第二功率管的第一端、第八功率管的第二端、第九功率管的第二端、第九功率管的控制端、第十功率管的控制端分别连接，所述第三功率管的第一端与所述第四功率管的第一端、第十功率管的第二端、第十一功率管的第二端、第十一功率管的控制端、第五功率管的控制端分别连接，所述第一功率管的第二端与所述第三功率管的第二端连接，并作为所述比较单元的第一输入端，所述第二功率管的第二端与所述第四功率管的第二端连接，并作为所述比较单元的第二输入端，所述第五功率管的第二端作为所述比较单元的输出端。
17.根据本发明的一个实施例，所述比较子电路还包括缓冲单元，所述缓冲单元包括：第十五～第十六功率管；其中，第十五功率管的第一端连接至所述预设电源，所述第十五功率管的第二端与所述第十六功率管的第一端连接，并作为所述比较子电路的输出端，所述第十六功率管的第二端接地，所述第十五功率管的控制端、所述第十六功率管的控制端与所述比较单元的输出端连接。
18.根据本发明的一个实施例，所述第一偏置信号、所述第二偏置信号、所述第三偏置信号和所述预设电源均由所述接收机提供。
19.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电容隔离芯片，包括：发送机、接收机和隔离电容器，所述隔离电容器连接在所述发送机的输出端和所述接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信；以及上述的电容衰减检测电路。
20.另外，本发明上述实施例的电容隔离芯片还可以具有如下附加的技术特征：
21.根据本发明的一个实施例，所述电容衰减检测电路中比较子电路的输出端与所述接收机的控制端连接，所述电容隔离芯片还包括：输出电路，与所述接收机的输出端、所述
比较子电路的输出端分别连接；其中，所述比较结果表征所述隔离电容器发生衰减时，所述接收机和所述输出电路在所述比较结果的作用下关断。
22.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电容衰减检测方法，用于隔离电容器，所述隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信，所述方法包括：通过所述隔离电容器接收隔离通信信号；将所述隔离通信信号与预设基准信号进行比较；根据比较结果判定所述隔离电容器是否发生衰减。
23.本发明实施例的电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片，通过在接收机的输入端接入电容衰减检测电路，并通过该电容衰减检测电路中的比较子电路将发送机发送的隔离通信信号与预设基准信号进行比较，并输出可用于判定隔离电容器是否发生衰减的比较结果，实现了对高压隔离电容隔离性能的衰减情况进行实时检测，并且该检测为非破坏性检测。
附图说明
24.图1是本发明一个实施例的电容隔离芯片的结构框图；
25.图2是本发明一个实施例的电容衰减检测电路的结构框图；
26.图3是本发明一个实施例的接收机接收信号幅度下降的示意图；
27.图4是本发明另一个实施例的电容衰减检测电路的结构框图；
28.图5是本发明一个实施例的处理信号方法的流程图；
29.图6是本发明一个实施例的预处理子电路和比较子电路的电路拓扑图；
30.图7是本发明另一个实施例的电容隔离芯片的结构框图；
31.图8是本发明一个实施例的电容衰减检测方法的流程图。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.下面参考附图描述本发明实施例的电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片。
34.图2是本发明一个实施例的电容衰减检测电路的结构框图。
35.如图2所示，电容衰减检测电路100，用于隔离电容器101，隔离电容器101连接在发送机102的输出端和接收机103的输入端之间，用于实现发送机102与接收机103之间的隔离通信。电容衰减检测电路100包括：
36.比较子电路104，比较子电路104的输入端与接收机103的输入端连接，比较子电路104用于通过隔离电容器101接收隔离通信信号(即发送机102与接收机103进行隔离通信时，接收机103接收到的通信信号)，并将隔离通信信号与预设基准信号进行比较，输出比较结果，其中，比较结果用于判定隔离电容器101是否发生衰减。
37.具体地，接收机103接收到的信号vrx与发射机102发射的信号vtx的关系为：
38.39.其中，r为接收机103输入电阻，c为隔离电容器101的容值，ω为角频率，即信号的频率。随着使用时间的增长，隔离电容器101的性能会衰减，甚至失效。其中最典型的表现为电容容值的下降。由如上公式可知，随着电容容值的下降，如图3所示，接收机103接收到的信号幅度会逐渐下降。通过在比较子电路104设置比较基准，即可时刻检测接收机104的信号幅度，进而监测隔离电容器101的实时状态，即隔离性能的衰减情况。
40.本发明实施例的电容衰减检测电路，可对高压隔离电容隔离性能的衰减情况进行实时检测，并且该检测为非破坏性检测。
41.在一些实施例中，比较子电路104的输出端可连接一处理器，该处理器可对比较子电路104输出的比较结果进行可视化，以便判断隔离电容器101是否发生衰减；也可直接根据较子电路104输出的比较结果，判断隔离电容器101是否发生衰减，并输出判断结果。
42.在另一些实施例中，如图4所示，比较子电路104的输出端与接收机103的控制端连接，当比较结果表征隔离电容器101发生衰减时，输出至接收机103的比较结果可以控制接收机103关断，停止通信信号的接收。
43.相应地，当比较结果表征隔离电容器101未发生衰减时，输出至接收机103的比较结果对接收机103的工作不影响，仍可继续进行通信信号的接收。
44.在一些实施例中，如图4所示，电容衰减检测电路100还包括：
45.预处理子电路105，连接在接收机103的输入端和比较子电路104的输入端之间，用于对隔离通信信号进行预处理，并将预处理后的隔离通信信号发送至比较子电路104。
46.具体地，为了不对正常工作状态下的接收机103产生影响，将接收机接收到的信号进行复制，进入预处理子电路105。如图5所示，接收机103的接收信号在进行信号处理后，在比较子电路104中时刻将隔离通信信号与比较基准进行比较，比较结果为正，则继续检测，如此往复，直至比较结果输出为负，即接收器103接收到的信号幅度过低，则判定为隔离电容器101失效，比较子电路104输出电容异常信号，关断接收机103。
47.在一些实施例中，隔离通信信号采用差分信号，预处理包括滤波处理、放大处理、加权处理中的至少一者。
48.在一些实施例中，预处理为放大处理时，预处理子电路105包括：第一偏置单元，用于提供第一偏置；放大单元，与接收机103的输入端、偏置单元分别连接，用于在第一偏置的作用下，对隔离通信信号进行差分放大；负载单元，与放大单元、第一偏置单元和比较子电路104的输入端分别连接，用于在第一偏置的作用下，将差分放大后的隔离通信信号输出至比较子电路104。
49.在一些实施例中，如图6所示，第一偏置单元包括：第一开关管t1、第二开关管t2、第三开关管t3和第四开关管t4；其中，第一开关管t1的第一端、第二开关管t2的第一端连接至预设电源vdd，第一开关管t1的第二端与第三开关管t3的第一端连接，第二开关管t2的第二端与第四开关管t4的第一端连接，第三开关管t3的第二端与负载单元的第一输入端、放大单元的第一控制端分别连接，第四开关管t4的第二端与负载单元的第二输入端、放大单元的第二控制端分别连接，第一开关管t1的控制端、第二开关管t2的控制端用以输入第一偏置信号bias1，第三开关管t3的控制端、第四开关管t4的控制端用以输入第二偏置信号bias2，以使第一偏置单元在第一偏置信号bias1和第二偏置信号bias2的作用下，向负载单元、放大单元分别提供第一偏置。
50.在一些实施例中，如图6所示，负载单元包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五开关管t5、第六开关管t6、第一电容c1和第二电容c2；其中，第一电容r1的第一端、第五开关管t5的第一端、第六开关管t6的第一端、第二电容r2的第一端均连接至预设电源vdd；第一电阻r1的第一端作为负载单元的第一输入端，第一电阻r1的第二端作为负载单元的第三输入端，与放大单元的第三控制端、第一输出端分别连接，第一电容c1的第二端与第五开关管t5的控制端、第二电阻r2的第一端分别连接，第五开关管t5的第二端与第二电阻r2的第二端连接，并作为负载单元的第一输出端，与放大单元第二输出端、比较子电路104的第一输入端分别连接；第四电阻r4的第一端作为负载单元的第二输入端，第四电阻r4的第二端作为负载单元的第四输入端，与放大单元的第四控制端、第三输出端分别连接，第二电容c2的第二端与第六开关管t6的控制端、第三电阻r3的第一端分别连接，第六开关管t6的第二端与第三电阻r3的第二端连接，并作为负载单元的第二输出端，与放大单元第四输出端、比较子电路104的第二输入端分别连接。
51.在一些实施例中，如图6所示，放大单元包括：第七开关管t7～第十四开关管t14；其中，第七开关管t7的控制端、第九开关管t9的控制端作为放大单元的第一控制端，第七开关管t7的第一端作为放大单元的第一输出端，第八开关管t8的控制端、第十开关管t10的控制端作为放大单元的第三控制端，第七开关管t7的第二端与第八开关管t8的第一端连接，第八开关管t8的第二端连接至接收机103输入端中的低位信号端inn，第九开关管t9的第一端作为放大单元的第二输出端，第九开关管t9的第二端与第十开关管t10的第一端连接，第十开关管t10的第二端连接至接收机输入端中的高位信号端inp；第十一开关管t11的控制端、第十三开关管t13的控制端作为放大单元的第二控制端，第十三开关管t13的第一端作为放大单元的第三输出端，第十二开关管t12的控制端、第十四开关管t14的控制端作为放大单元的第四控制端，第十三开关管t13的第二端与第十四开关管t14的第一端连接，第十四开关管t14的第二端连接至接收机103输入端中的高位信号端inp，第十一开关管t11的第一端作为放大单元的第四输出端，第十一开关管t11的第二端与第十二开关管t12的第一端连接，第十二开关管t12的第二端连接至接收机103输入端中的低位信号端inn。
52.具体地，隔离通信信号的放大过程如下：inn和inp端的差分信号，首先通过开关管t7～开关管t14的输入级进行差分放大，开关管t1～开关管t4为输入级提供偏置。经过放大后的信号通过开关管t5、开关管t6及第一电阻r1～第四电阻r4构成的负载后实现差分信号的放大输出，第一电容c1和第二电容c2为补偿电容，作用是对信号通路进行控制，防止放大后的信号出现振荡失效。
53.在一些实施例中，比较子电路104包括：第二偏置单元，用于提供第二偏置和第三偏置，并在第二偏置的作用下生成偏置电流，以作为预设基准信号；比较单元，与负载单元的第一输出端、第二输出端和第二偏置单元分别连接，用于在第三偏置的作用下根据隔离通信信号生成检测电流，并将检测电流与偏置电流进行比较，输出比较结果。
54.在一些实施例中，如图6所示，第二偏置单元包括：第六功率管m6、第七功率管m7、第十二功率管m12、第十三功率管m13和第十四功率管m14；其中，第七功率管m7的第一端连接至预设电源vdd，第七功率管m7的控制端用以输入第三偏置信号，第七功率管m7的第二端与第十二功率管m12的第一端、第十二功率管m12的控制端、第十三功率管m13的控制端、第十四功率管m14的控制端、第六功率管m6的控制端分别连接，以提供第二偏置，第十三功率
m13管的第一端、第十四功率管m14的第一端分别与比较单元的第一输入端、第二输入端连接，以向比较单元提供第三偏置，第六功率管m6的第一端与比较单元的输出端连接，第十二功率管m12的第二端、第十三功率管m13的第二端、第十四功率管m14的第二端、第六功率管m6的第二端接地线gnd。
55.在一些实施例中，如图6所示，比较单元包括：第一功率管m1～第五功率管m5、第八功率管m8～第十一功率管m11；其中，第一功率管m1的控制端与第四功率管m4的控制端连接，并作为比较子电路104的第一输入端，第二功率管m2的控制端与第三功率管m3的控制端连接，并作为比较子电路104的第二输入端，第八功率管m8的第一端、第九功率管m9的第一端、第十功率管m10的第一端、第十一功率管m11的第一端、第五功率管m5的第一端均连接至预设电源vdd，第八功率管m8的控制端用以输入第三偏置信号bias3；第一功率管m1的第一端与第二功率管m2的第一端、第八功率管m8的第二端、第九功率管m9的第二端、第九功率管m9的控制端、第十功率管m10的控制端分别连接，第三功率管m3的第一端与第四功率管m4的第一端、第十功率管m10的第二端、第十一功率管m11的第二端、第十一功率管m11的控制端、第五功率管m5的控制端分别连接，第一功率管m1的第二端与第三功率管m3的第二端连接，并作为比较单元的第一输入端，第二功率管m2的第二端与第四功率管m4的第二端连接，并作为比较单元的第二输入端，第五功率管m5的第二端作为比较单元的输出端。
56.具体地，比较子电路104有多种实现形式，图6中示出为电流基准与电流比较子电路104。其中，第一功率管m1～第四功率管m4为比较子电路104输入差分对管，第五功率管m5和第六功率管m6为比较子电路104输出，bias3为直流偏置信号。bias3信号通过第七功率管m7、第十二功率管m12、第十三功率管m13、第十四功率管m14、第六功率管m6后将偏置电压转换成偏置电流。隔离通信信号的比较过程如下：第一功率管m1～第四功率管m4为比较子电路104输入级，将输入的电压信号转换成电流信号，使得第十三功率管m13和第十四功率管m14的偏置电流在经过第一功率管m1～第四功率管m4后被重新分配，重新分配后的电流经过第八功率管m8～第十一功率管m11的镜像折叠后，通过第五功率管m5产生检测电流。检测电流的大小与第一功率管m1～第四功率管m4输入信号的幅度正相关，即信号幅度越大，第五功率管m5产生的电流越大。最后该检测电流与第六功率管m6产生的偏置电流进行比较，若比较结果为正，则输出正常信号，若比较结果为负，则判定为电容衰减。
57.在一些实施例中，如图6所示，比较子电路104还包括缓冲单元，缓冲单元包括：第十五功率管m15和第十六功率管m16；其中，第十五功率管m15的第一端连接至预设电源vdd，第十五功率管m15的第二端与第十六功率管m16的第一端连接，并作为比较子电路104的输出端out，第十六功率管m16的第二端接地线gnd，第十五功率管m15的控制端、第十六功率管m16的控制端与比较单元的输出端连接。缓冲单元可对比较子电路104的输出波形整形，防止噪声干扰。
58.在一些实施例中，第一偏置信号bias1、第二偏置信号bias1、第三偏置信号bias3和预设电源vdd均由接收机103提供。
59.具体地，预设电源vdd可与接收机电源共用；bias1、bias2和bias3为直流偏置信号，可来源于接收机103的原偏置模块，为接收机103芯片正常上电后产生的直流电压信号。
60.综上所述，本发明实施例的电容衰减检测电路，通过比较接收机接收信号的幅度变化，与内部基准进行比较，从而判断电容的衰减情况，在衰减达到一定程度时，关闭芯片，
提升芯片使用者的安全；在进行实时检测的同时，又不对芯片产生破坏性影响，节约了测试成本。
61.图7是本发明一个实施例的电容隔离芯片的结构框图。
62.如图7所示，电容隔离芯片700包括：发送机102、接收机103和连接在发送机102的输出端和接收机103的输入端之间的隔离电容器101，隔离电容器101用于实现发送机102与接收机103之间的隔离通信；以及上述的电容衰减检测电路100。
63.在一些实施例中，如图7所示，电容衰减检测电路100中比较子电路104的输出端与接收机103的控制端连接。电容隔离芯片700还包括：输出电路106，与接收机103的输出端、比较子电路104的输出端分别连接。
64.其中，比较结果表征隔离电容器101发生衰减时，接收机103和输出电路106在比较结果的作用下关断，停止通信信号的传输。
65.图8是本发明一个实施例的电容衰减检测方法的流程图。
66.电容衰减检测方法用于隔离电容器，隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现发送机与接收机之间的隔离通信，方法包括：
67.s81，通过隔离电容器接收发送机发送的隔离通信信号。
68.s82，将隔离通信信号与预设基准信号进行比较。
69.s83，根据比较结果判断隔离电容器是否发生衰减。
70.需要说明的是，本发明实施例的电容衰减检测方法的其他具体实施方式，可参见本发明上述实施例的电容衰减检测电路的具体实施方式。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
73.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
74.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
75.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
76.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种电容衰减检测电路，其特征在于，用于隔离电容器，所述隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信，所述检测电路包括：比较子电路，所述比较子电路的输入端与所述接收机的输入端连接，用于通过所述隔离电容器接收隔离通信信号，并将所述隔离通信信号与预设基准信号进行比较，输出比较结果，其中，所述比较结果用于判定所述隔离电容器是否发生衰减。2.根据权利要求1所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：预处理子电路，连接在所述接收机的输入端和所述比较子电路的输入端之间，用于对所述隔离通信信号进行预处理，并将预处理后的隔离通信信号发送至所述比较子电路。3.根据权利要求2所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述隔离通信信号采用差分信号，所述预处理包括滤波处理、放大处理、加权处理中的至少一者。4.根据权利要求3所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述预处理为放大处理时，所述预处理子电路包括：第一偏置单元，用于提供第一偏置；放大单元，与所述接收机的输入端、所述偏置单元分别连接，用于在所述第一偏置的作用下，对所述隔离通信信号进行差分放大；负载单元，与所述放大单元、所述第一偏置单元和所述比较子电路的输入端分别连接，用于在所述第一偏置的作用下，将差分放大后的隔离通信信号输出至所述比较子电路。5.根据权利要求4所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述第一偏置单元包括：第一～第四开关管；其中，第一开关管的第一端、第二开关管的第一端连接至预设电源，所述第一开关管的第二端与第三开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与第四开关管的第一端连接，所述第三开关管的第二端与所述负载单元的第一输入端、所述放大单元的第一控制端分别连接，所述第四开关管的第二端与所述负载单元的第二输入端、所述放大单元的第二控制端分别连接，所述第一开关管的控制端、所述第二开关管的控制端用以输入第一偏置信号，所述第三开关管的控制端、所述第四开关管的控制端用以输入第二偏置信号，以使所述第一偏置单元在所述第一偏置信号和所述第二偏置信号的作用下，向所述负载单元、所述放大单元分别提供所述第一偏置。6.根据权利要求5所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述负载单元包括：第一～第四电阻、第五～第六开关管、第一～第二电容；其中，第一电容的第一端、第五开关管的第一端、第六开关管的第一端、第二电容的第一端均连接至所述预设电源；第一电阻的第一端作为所述负载单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端作为所述负载单元的第三输入端，与所述放大单元的第三控制端、第一输出端分别连接，所述第一电容的第二端与所述第五开关管的控制端、第二电阻的第一端分别连接，所述第五开关管的第二端与所述第二电阻的第二端连接，并作为所述负载单元的第一输出端，与所述放大单元第二输出端、所述比较子电路的第一输入端分别连接；第四电阻的第一端作为所述负载单元的第二输入端，所述第四电阻的第二端作为所述负载单元的第四输入端，与所述放大单元的第四控制端、第三输出端分别连接，所述第二电
容的第二端与所述第六开关管的控制端、第三电阻的第一端分别连接，所述第六开关管的第二端与所述第三电阻的第二端连接，并作为所述负载单元的第二输出端，与所述放大单元第四输出端、所述比较子电路的第二输入端分别连接。7.根据权利要求6所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述放大单元包括：第七～第十四开关管；其中，第七开关管的控制端、第九开关管的控制端作为所述放大单元的第一控制端，所述第七开关管的第一端作为所述放大单元的第一输出端，第八开关管的控制端、第十开关管的控制端作为所述放大单元的第三控制端，所述第七开关管的第二端与所述第八开关管的第一端连接，所述第八开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的低位信号端，所述第九开关管的第一端作为所述放大单元的第二输出端，所述第九开关管的第二端与所述第十开关管的第一端连接，所述第十开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的高位信号端；第十一开关管的控制端、第十三开关管的控制端作为所述放大单元的第二控制端，所述第十三开关管的第一端作为所述放大单元的第三输出端，第十二开关管的控制端、第十四开关管的控制端作为所述放大单元的第四控制端，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端连接，所述第十四开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的高位信号端，所述第十一开关管的第一端作为所述放大单元的第四输出端，所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接，所述第十二开关管的第二端连接至所述接收机输入端中的低位信号端。8.根据权利要求4所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述比较子电路包括：第二偏置单元，用于提供第二偏置和第三偏置，并在所述第二偏置的作用下生成偏置电流，以作为所述预设基准信号；比较单元，与所述负载单元的第一输出端、第二输出端和所述第二偏置单元分别连接，用于在所述第三偏置的作用下根据所述隔离通信信号生成检测电流，并将所述检测电流与所述偏置电流进行比较，输出所述比较结果。9.根据权利要求8所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述第二偏置单元包括：第六～第七功率管、第十二～第十四功率管；其中，第七功率管的第一端连接至所述预设电源，所述第七功率管的控制端用以输入第三偏置信号，所述第七功率管的第二端与第十二功率管的第一端、所述第十二功率管的控制端、第十三功率管的控制端、第十四功率管的控制端、第六功率管的控制端分别连接，以提供所述第二偏置，所述第十三功率管的第一端、所述第十四功率管的第一端分别与所述比较单元的第一输入端、第二输入端连接，以向所述比较单元提供所述第三偏置，所述第六功率管的第一端与所述比较单元的输出端连接，所述第十二功率管的第二端、所述第十三功率管的第二端、所述第十四功率管的第二端、所述第六功率管的第二端接地。10.根据权利要求9所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述比较单元包括：第一～第五功率管、第八～第十一功率管；其中，第一功率管的控制端与第四功率管的控制端连接，并作为所述比较子电路的第一输入端，第二功率管的控制端与第三功率管的控制端连接，并作为所述比较子电路的第二输入端，第八功率管的第一端、第九功率管的第一端、第十功率管的第一端、第十一功率管的第一端、第五功率管的第一端均连接至所述预设电源，所述第八功率管的控制端用以输入所
述第三偏置信号；所述第一功率管的第一端与所述第二功率管的第一端、第八功率管的第二端、第九功率管的第二端、第九功率管的控制端、第十功率管的控制端分别连接，所述第三功率管的第一端与所述第四功率管的第一端、第十功率管的第二端、第十一功率管的第二端、第十一功率管的控制端、第五功率管的控制端分别连接，所述第一功率管的第二端与所述第三功率管的第二端连接，并作为所述比较单元的第一输入端，所述第二功率管的第二端与所述第四功率管的第二端连接，并作为所述比较单元的第二输入端，所述第五功率管的第二端作为所述比较单元的输出端。11.根据权利要求10所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述比较子电路还包括缓冲单元，所述缓冲单元包括：第十五～第十六功率管；其中，第十五功率管的第一端连接至所述预设电源，所述第十五功率管的第二端与所述第十六功率管的第一端连接，并作为所述比较子电路的输出端，所述第十六功率管的第二端接地，所述第十五功率管的控制端、所述第十六功率管的控制端与所述比较单元的输出端连接。12.根据权利要求10所述的电容衰减检测电路，其特征在于，所述第一偏置信号、所述第二偏置信号、所述第三偏置信号和所述预设电源均由所述接收机提供。13.一种电容隔离芯片，其特征在于，包括：发送机、接收机和隔离电容器，所述隔离电容器连接在所述发送机的输出端和所述接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信；以及根据权利要求1-12中任一项所述的电容衰减检测电路。14.根据权利要求13所述的电容隔离芯片，其特征在于，所述电容衰减检测电路中比较子电路的输出端与所述接收机的控制端连接，所述芯片还包括：输出电路，与所述接收机的输出端、所述比较子电路的输出端分别连接；其中，所述比较结果表征所述隔离电容器发生衰减时，所述接收机和所述输出电路在所述比较结果的作用下关断。15.一种电容衰减检测方法，其特征在于，用于隔离电容器，所述隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现所述发送机与所述接收机之间的隔离通信，所述方法包括：通过所述隔离电容器接收隔离通信信号；将所述隔离通信信号与预设基准信号进行比较；根据比较结果判断所述隔离电容器是否发生衰减。

技术总结
本发明公开了一种电容衰减检测电路、方法以及电容隔离芯片，用于隔离电容器，隔离电容器连接在发送机的输出端和接收机的输入端之间，用于实现发送机与接收机之间的隔离通信，检测电路包括：比较子电路，比较子电路的输入端与接收机的输入端连接，比较子电路用于通过隔离电容器接收隔离通信信号，并将隔离通信信号与预设基准信号进行比较，输出比较结果，其中，比较结果用于判定隔离电容器是否发生衰减。该电路可对高压隔离电容隔离性能的衰减情况进行实时检测，并且该检测为非破坏性检测。并且该检测为非破坏性检测。并且该检测为非破坏性检测。


技术研发人员：刘放 原义栋 赵天挺 杨鑫 卓越 冯建宇 王宇辰
受保护的技术使用者：北京智芯微电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20