CN100446415C - 高精度、低失真的脉冲功率放大电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度、低失真的脉冲功率放大电路，包括有直流稳压电路和脉冲放大电路，直流稳压电路采用开关稳压集成电路LM2575芯片；在脉冲放大电路部分，加入一级比较电路进行很好的整形，经比较整形后的信号再依次送入与非门和反向缓冲器进一步整形，这样可以有效地降低脉冲信号的上升沿和下降沿。经过上述整形后的信号，再经放大电路进一步放大，从而可以达到对输入信号进行不失真的功率放大。对15KHz脉冲信号，信号失真小，脉冲前沿：≤2uS，可隔离电压5KV。在实际运行中，可靠稳定，保障了电源系统的可靠运行。

Description

高精度、低失真的脉冲功率放大电路

技术领域

本发明涉及一种电子线路，具体是一种脉冲功率放大电路。

背景技术

脉冲功率放大电路作用主要就是对信号源即整流器中的alpha触发板触发脉冲进行功率放大，信号隔离，然后输送给下一级脉冲分配器进行进一步的隔离与放大。现有技术主要就是体现在高精度、低失真且有效地保护了元件在额定值以内正常工作。作为一般的脉冲功率放大电路设计，基本上没有考虑到各种实际运用过程中会发生许多各种各样的意外的情况，α触发板产生的高频信号经该脉冲板放大后失真严重，直流电源电路设计不合理，稳压芯片能耗高，芯片很容易损坏，使整个电源系统不能正常工作。例如实际的交流电源输入电压可能高于额定值，用于信号输出的隔离放大管存在很大的分散性，在大功率整流器工作时，由于其内部环境相当恶劣，各种干扰源很多，经常发生干扰源干扰到晶闸管的门极，使其误触发，导致晶闸管误导通。为了保证电源本身的可靠运行，这些可能产生的意外都要采用一定的措施来加以遏制，否则电源就不能够正常地工作。

发明内容

本发明是要提出一种高精度、低失真的脉冲功率放大电路。

本发明的技术方案为：

高精度、低失真的脉冲功率放大电路，包括有直流稳压电路和脉冲放大电路，其特征在于直流稳压电路：开关稳压集成电路LM2575芯片的1、5引脚分别接输入电压正极、负极，1、5引脚之间接电容C1，输入电压负极与输出电压负极均接入引脚3；引脚2经电感L输出电压正极，引脚2经反向二极管D接输出电压负极，输出电压正极与负极之间并联有电容C2和电阻R1、R2串联支路，引脚4接入电阻R1、R2之间节点；脉冲放大电路：alpha脉冲触发板的输出信号，首先接入光耦GO133进行隔离放大，然后接入比较器Q1反相输入端与同相输入端电压Vref进行比较，Vref是一在0V和15V之间大小可调的直流电压，光耦输出端经偏置电阻接直流稳压电路的输出电压，比较器Q1输出端再依次接入与非门和反向缓冲器，再经电阻R3接入场效应管Q2所构成的放大电路。

在信号传输部分，加入一级比较电路，有效地克服了光耦的峰值电压最大可达14.8V，最小只有3.7V的分散性；本发明采用运算放大器作比较构成比较电路，作为比较电压Vref，由滑动电阻器对15V直流电压进行分压，故该比较电压大小可调，在光耦输出电压为3.7V时，只需把Vref调至略小于3.7V，就可以在比较电路的输出端得到一峰值电压为接近15V的脉冲波形。这样上述整形的输出波形峰值由比较器的输入直流电压的大小决定，有效地克服了光耦分散性大的缺点。

在直流电源部分，采用开关稳压集成电路LM2575芯片设计的15V电源电路，LM2575系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需散热片；内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等；芯片可提供外部控制引脚。是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。本发明采用高电压版本LM2575HV开关稳压集成电路，LM2575HV输入电压范围宽，可达40V～60V，最大输出电流可达1A，输出电压可调输出从1.23V-37V，由于其内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，所以在本电路的应用中不需要散热片，避免了输出电流与稳压芯片7815输入电压过高之间的矛盾，另外具有电路简单，体积小的特点。通过实验和采用LM7815芯片稳压相比较，采用此种电源电路，芯片功耗在额定值以内，输出直流电压纹波满足电路需求。

对15KHz脉冲信号，信号失真小，脉冲前沿：≤2uS，可隔离电压5KV。在实际运行中，可靠稳定，保障了电源系统的可靠运行。

附图说明

图1是本发明的直流电路原理图。

图2是脉冲放大部分原理图。

具体实施方式

如图1所示，工作原理如下：

1脚VIN：未稳压电压输入端；

2脚OUTPUT：开关电压输出，接电感及快恢复二极管；

3脚GND：公共端；

4脚FEEDBACK：反馈输入端；

5脚ON/OFF：控制输入端，接公共端时，稳压电路工作；接高电平时，稳压电路停止。

当LM2575的1脚输入电压时，开关稳压器LM2575输出电压升高，当输出电压达到15V后，R1、R2间分压所得电压也随着增大，开始控制LM2575的反馈脚4，使2脚输出电压端端电压稳定在15V。R1、R2组成补偿网络，保证输出电压恒定。其中VO＝1.23V×(1+R2/R1)。D为对输出电压进行整流，由于该系列稳压器的工作频率为52KHz，故输出端所接的整流二极管D必须采用快恢复二极管。L、C2构成滤波网络，C1为滤波电容。

如图2所示，alpha脉冲触发板的输出信号，首先经光耦GO133进行隔离放大，然后送入比较器Q1反相输入端与同相输入端电压Vref进行比较(Vref是一在0V和15V之间大小可调的直流电压)，这样可以对光耦输出电压分散性大进行很好的整形。经比较整形后的信号再依次送入与非门和反向缓冲器进一步整形，这样可以有效地降低脉冲信号的上升沿和下降沿。经过上述整形后的信号，再经场效应管Q2所构成的放大电路进一步放大，从而可以达到对输入信号Ui进行不失真的功率放大。电路中的D1、D2二极管选取开关二极管IN4148，这个二极管响应速度比普通二极管要快，可以有效地减少外界干扰。D1与R1是光耦输入端的保护电路，R2是为光耦输出端提供直流偏置电压的电阻，R3与D2是为场效应管Q2提供的保护电路。

Claims (1)

1、高精度、低失真的脉冲功率放大电路，包括有直流稳压电路和脉冲放大电路，其特征在于直流稳压电路：开关稳压集成电路LM2575芯片的1、5引脚分别接输入电压正极、负极，1、5引脚之间接电容C1，输入电压负极与输出电压负极均接入引脚3；引脚2经电感L输出电压正极，引脚2经反向二极管D接输出电压负极，输出电压正极与负极之间并联有电容C2和电阻R1、R2串联支路，引脚4接入电阻R1、R2之间节点；脉冲放大电路：alpha脉冲触发板的输出信号，首先接入光耦GO133进行隔离放大，然后接入比较器Q1反相输入端与同相输入端电压Vref进行比较，Vref是一在0V和15V之间大小可调的直流电压，光耦输出端经偏置电阻接直流稳压电路的输出电压，比较器Q1输出端再依次接入与非门和反向缓冲器，再经电阻R3接入场效应管Q2所构成的放大电路。

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