CN100422753C - 一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器 - Google Patents

一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车载电子设备干扰模拟器的直流功率放大器，属于电子电路技术领域。所述的直流功率放大器包括多级放大电路、保护电路、功率输出放大电路；所述的多级放大电路，第一级运放，此级的作用是隔离、倒相、零点控制；第二级运算放大器，此级与取样反馈信号，进行运算组合后输出；第三级运放继续放大；后为第四级放大，此级实为一驱动级，故除电压增益外，尚送出较大驱动功率，由晶体管担任，该级有频响控制回路，有效抑制寄生振荡。所述的保护电路是一VMOS栅极双重保护电路；所述的功率输出放大电路是功率输出放大级。该直流功率放大器，最大输出功率达1500瓦。

Description

一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器
技术领域
本发明涉及一种直流功率放大器电路，更确切地说一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器电路，属于电子直流功率放大器技术领域。
背景技术
用于车载电子干扰模拟器，是汽车试验的试验仪器，根据国际标准化组织(ISO)关于ISO7637-2《道路车辆-由传导和耦合产生的电磁骚扰-第2部分：电源线上的电瞬变传导骚扰》(2004)标准的要求，在车载电子设备电源抗干扰测试中，须形成名为P2b、P4两种干扰波形，波形P2b、P4电路实现的关键在于对所形成波形的功率放大，但该放大电路的设计有较大难度。首先，从其放大特性来看，该放大电路属于甲类直流功率放大电路，而目前甲类直流功率放大电路的功率一般只能做到几十瓦，而该电路为满足标准要求，将其功率做到1500W，另外在普通的功放电路里很少有相应的保护电路，但该电路为保证设备工作的可靠性，设计了较为全面的过载、短路保护电路。
目前同类产品在实现上述根据国际标准化组织(ISO)关于ISO7637-2《道路车辆-由传导和耦合产生的电磁骚扰-第2部分：电源线上的电瞬变传导骚扰》(2004)标准要求设计的车载电子设备干扰模拟发生器中，一般均采用独立的信号发生器加独立的功率放大器直接组合而成，在信号的处理和电路功能的组合方面存在成本高，电路功能配置不灵活的问题，特别在功放电路根据车载电子产品试验时遇到问题时，其保护功能不能满足实际情况的要求。
因此，就要求开发新的甲类直流功率放大电路。
发明内容
本发明涉及一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器，该直流功率放大器是一种甲类直流放大器，大功率1500W输出，在输出端具有过载及短路保护功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：所述的直流功率放大器包括多级放大电路、保护电路、功率输出放大电路。
设有过载，短路保护电路。动作点电流可以设定，在其电流回路通过调节其取样电阻阻值，获得相应的电压信号，此信号经一放大器后，再经一比较器、一级驱动放大器、控制执行单元，实行电路截流式保护。保护后，因是截流式，故整机功耗极小，不存在发热现象。此环节具有很好的保护功能。
本发明的有益效果：在车载电子设备电源抗干扰测试中，形成名为P2b、P4两种干扰波形，并不失真地作直流宽动态大功率输出，最大功率达1500W，并具备过载或任意长时间负载短路保护特性。此係一种特殊的甲类直流大功率放大器。具有明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明的车载电子干扰模拟器原理框图；
图2为本发明的本发明的车载电子干扰模拟器的直流功率放大器电路原理图；
图3为本发明的车载电子干扰模拟器的保护电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作比较详细说明。
参照图1，这是本发明的车载电子干扰模拟器原理框图。
如图所示，电路构成与信号传递是：信号从面板键控6输入引CPU控制系统1，然后分两路：一路到屏幕显示3，另一路到波形生成2，波形生成2到功率放大器4，功率放大器4到输出至被试品，保护电路7到功率放大器4。
参照图2，这是本发明的本发明的车载电子干扰模拟器的直流功率放大器电路原理图。
如图所示，原始小信号有微机产生，进入第一级运放，此级为隔离，倒相，零点控制之用。之后进入第二级运算放大器，此极与取样反馈信号，进行运算组合后输出。第三级运算放大器继续放大。后为第四级运算放大器，此级实为一驱动级，故除电压增益外，尚送出较大驱动功率，因而该级由晶体管担任，且该级有频响控制回路，能有效抑制奇生振荡(另一抑制网络在取样回路内)。
在本级输出端设有VMOS栅极双重保护电路，分别针对瞬时脉冲过压及直流过压，并考虑后级反峰过高时，能量较大，故装有大电流吸收电路，这样即使末级功率管异常时，不致窜入整个电路引起损坏。最后进入功率输出放大级，经功放后，到整机输出端，该点上装有反向抑制器，可防止外负载突变引起的损坏。整机闭环具有强烈反馈作用，因而状态运行稳定，漂移微量、电路结构性能良好。
所述的功率输出放大电路，不失真地作直流宽动态大功率输出，最大功率达1500W。
上述的直流功率放大器电略元器件的连接关系是：电阻R17的一端接Usr，另一端接电阻R23、R16、IC2-1的13脚、R16的另一端接IC2-1的11脚、R13的一端，R13的另一端接电阻R14、R15，电阻R14接IC2-2的7脚、电阻R11的一端，电阻R11的另一端接IC2-3的2脚、电阻器W1，电阻器W1的另一端接电阻R12，电阻R12的另一端接IC2-3的1脚，IC2-3的3脚接Q2的发射极并接IC2-2的5脚、IC2-1的12脚接地，Q2的集电极接电阻R9、电阻R25一端，电阻R25另一端接DZ3、DZ4的负极、R20、RG1一端、Q4、Q3的集电极连接，DZ3、DZ4的正极接电阻R24、电阻R26、电阻R27的一端，它们的另一端分别接Q4、Q3的基极，电阻R27的另一端接Q3的发射极，并接电阻R18、电阻R29、电阻R21的一端和Usc，电阻R18的另一端接电阻R19、电容C4、电阻器W2，电阻器W2的另一端接电阻R15，电阻R21的一端接电容C9、Q5，电容C9、Q5的另一端接电阻RT、Q2的发射极连接，电阻RT另一端接Usc。
参照图3，这是本发明的车载电子干扰模拟器的保护电路原理图。
如图所示，动作点电流可以设定，在其电流回路通过调节其取样电阻阻值，获得相应的电压信号，此信号经一放大器后，再经一比较器、一级驱动放大器、控制执行单元，实行电路截流式保护。保护后，因是截流式，故整机功耗极小，不存在发热现象。此环节具有很好的保护功能。
上述的直流功率放大器保护电路元器件其连接关系是：电阻R4一端接+E，另一端接电阻R6、DZ1负极，DZ1正极接电阻R2、R1、电容C7，电阻R2另一端接IC1的2脚、电阻R22、R3一端，IC1的3脚与电阻R1的另一端、DZ2、R8、C2、MCR负极、按钮AN一端相连，电阻R22、R3的另一端接IC1的1脚，DZ2的负极接电阻R5，电阻R5的另一端接三极管Q1的基极、电阻R6，电阻R6的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接电阻R7，电阻R7的另一端接R8、C2、MCR。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1. 一种用于车载电子干扰模拟器的直流功率放大器，是一甲类直流放大器，其特征在于：所述的直流功率放大器包括多级放大电路、保护电路、功率输出放大电路；
所述的多级放大电路，为第一级运算放大器，第二级运算放大器，第三级运算放大器和第四级运算放大器；
原始小信号由微机产生，进入第一级运算放大器，此级为隔离，倒相，零点控制之用，之后进入第二级运算放大器，此级与取样反馈信号，进行运算组合后输出，第三级运算放大器继续放大，后为第四级放大，此级实为一驱动级，送出较大驱动功率，因而该级由晶体管担任；
所述的保护电路是一VMOS栅极双重保护电路；
所述的功率输出放大电路是功率输出放大级。
2. 如权利要求1所述的直流功率放大器，其特征在于：所述的保护电路，是一VMOS栅极双重保护电路，分别针对瞬时脉冲过压及直流过压，若后级峰值电压过高时，能量较大，装有大电流吸收电路，在末级功率管异常时，不致窜入整个电路引起损坏。
3. 如权利要求1所述的直流功率放大器，其特征在于：
所述的保护电路，其动作点电流可以设定，在其电流回路通过调节其取样电阻阻值，获得相应的电压信号，此信号经一放大器后，再经一比较器、一级驱动放大器、控制执行单元，实行电路截流式保护。
4. 如权利要求1所述的直流功率放大器，其特征在于：
所述的保护电路其电路构成为：电阻R4一端接+E，另一端接电阻R6、二极管DZ1负极，二极管DZ1正极接电阻R2、R1、电容C7，电阻R2另一端接IC1的2脚、电阻R22、R3一端，IC1的3脚与电阻R1的另一端、二极管DZ2、电阻R8、电容C2、MCR负极、按钮AN一端相连，电阻R22、R3的另一端接IC1的1脚，二极管DZ2的负极接电阻R5，电阻R5的另一端接三极管Q1的基极、电阻R6，电阻R6的另一端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接电阻R7，电阻R7的另一端接电阻R8、电容C2、MCR。
5. 如权利要求1所述的直流功率放大器，其特征在于：
所述的直流功率放大器其电路构成为：电阻R17的一端接Usr，另一端接电阻R23、R16、IC2-1的13脚、电阻R16的另一端接IC2-1的11脚、电阻R13的一端，电阻R13的另一端接电阻R14、R15，电阻R14接IC2-2的7脚、电阻R11的一端，电阻R11的另一端接IC2-3的2脚、电阻器W1，电阻器W1的另一端接电阻R12，电阻R12的另一端接IC2-3的1脚，IC2-3的3脚接三极管Q2的发射极并接IC2-2的5脚、IC2-1的12脚接地，三极管Q2的集电极接电阻R9、电阻R25一端，电阻R25另一端接DZ3、DZ4的负极、R20、RG1一端、三极管Q4、Q3的集电极连接，二极管DZ3、DZ4的正极接电阻R24、电阻R26、电阻R27的一端，它们的另一端分别接三极管Q4、Q3的基极，电阻R27的另一端接Q3的发射极，并接电阻R18、电阻R29、电阻R21的一端和Usc，电阻R18的另一端接电阻R19、电容C4、电阻器W2，电阻器W2的另一端接电阻R15，电阻R21的一端接电容C9、三极管Q5，电容C9、三极管Q5的另一端接电阻RT、三极管Q2的发射极，电阻RT另一端接Usc。
6. 如权利要求1所述的直流功率放大器，其特征在于：所述的功率输出放大电路，不失真的最大输出功率达1500W。
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