CN102291104A

CN102291104A - 一种大功率脉冲电流/电压产生电路

Info

Publication number: CN102291104A
Application number: CN2011101543213A
Authority: CN
Inventors: 詹惠琴; 王海恩; 张剑; 古军; 徐林; 古天祥; 李东凯; 李建辉; 商洪亮
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: CN102291104B

Abstract

本发明公开了一种脉冲宽度、占空比、脉冲幅度可程控的大功率脉冲电流/电压产生电路，其中的数模转换器、误差放大器、功率放大器、脉冲电流采样电路、脉冲电压采样电路、脉冲电流/电压采样选择开关以及峰值检波电路构成负反馈环路。数模转换器输出的幅度模拟信号与峰值检波电路得到脉冲峰值进行在误差放大器中比较，在负反馈环路使脉冲峰值等于数模转换器输出的幅度模拟信号。功率放大器接比较器的输出端，同时通过一输入电阻接误差放大器输出端，比较器在脉冲源输出的周期性脉冲信号控制下，调节输出的大功率脉冲电流/电压的频率及占空比。从而实现了大功率脉冲电流/电压产生电路输出脉冲电流/电压的脉宽、占空比、脉冲幅度可调的功能。

Description

一种大功率脉冲电流/电压产生电路

技术领域

本发明属于信号发生器技术领域，更为具体地讲，涉及一种大功率脉冲电流/电压产生电路。

背景技术

半导体分立器件，包括晶体管、MOS管、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等在大功率、高反压、大电流、低噪声等方面有着集成电路不可替代的作用和优势，因此市场前景十分广阔。然而对大功率分立器件的测试，为了避免直流电流/电压连续测试时，分立器件的结温上升造成测试精度不高的影响，脉冲电流/电压测试是首选方法。

对于大功率分立器件的脉冲测试，必须有大功率脉冲电流/电压激励源，以输出脉宽、占空比和幅度可调的脉冲电流/电压。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉宽、占空比和幅度可调的大功率脉冲电流/电压产生电路，以满足大功率分立器件的测试。

为实现上述目的，本发明大功率脉冲电流/电压产生电路，其特征在于，包括：

一脉冲源，用于输出一个频率及占空比可调的周期性脉冲信号；

一比较器，接收周期性脉冲信号，当周期性脉冲信号为高电平时，其输出端为开路，当周期性脉冲信号为低电平时，其输出端接地；

一数模转换器，将代表幅度的可调数字信号转换为幅度模拟信号，然后输出误差放大器中；

一误差放大器，将数模转换器输出的幅度模拟信号与峰值检波电路得到脉冲峰值进行比较，当幅度模拟信号比脉冲峰值大时，使误差放大器的输出幅值增大，反之则减小；

一功率放大器，接比较器的输出端，同时通过一输入电阻接误差放大器输出端，比较器在脉冲源输出的周期性脉冲信号控制下，在周期性脉冲信号为低电平时将其输出端接地，使功率放大器的输入端接地，此时电阻的作用就是分担误差放大器输出端的电压；在周期性脉冲信号为高电平时，将其输出端开路，此时，功率放大器的输入端的电压与误差放大器输出端的电压相同，此时电阻不起作用，因为电阻的阻值和功放的输入阻抗相比是可以忽略的。这样，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同的脉冲信号；

一脉冲电流采样电路，用于对功率放大器的输出大功率脉冲电流进行采样转换成电压；

一脉冲电压采样电路，用于对功率放大器的输出大功率脉冲电压进行采样；

一脉冲电流/电压采样选择开关，用于选择脉冲电流采样电路或脉冲电压采样电路的采样脉冲输出电压送入峰值检波电路；

一峰值检波电路，用于对采样脉冲输出电压进行峰值检测，得到脉冲峰值，送回误差放大器中。

本发明的发明是这样实现的：

本发明大功率脉冲电流/电压产生电路包括脉冲源、比较器、数模转换器、误差放大器、功率放大器、脉冲电流采样电路、脉冲电压采样电路、脉冲电流/电压采样选择开关以及峰值检波电路，其中，数模转换器、误差放大器、功率放大器、脉冲电流采样电路、脉冲电压采样电路、脉冲电流/电压采样选择开关以及峰值检波电路构成负反馈环路。

数模转换器输出的幅度模拟信号与峰值检波电路得到脉冲峰值进行在误差放大器中比较，当幅度模拟信号比峰值检波电路得到脉冲峰值即反馈值大时，使误差放大器的输出电压增大，通过功率放大器放大，输出大功率脉冲电流/电压幅值增大；然后，通过脉冲电流采样电路对功率放大器的输出大功率脉冲电流进行采样转换成电压、脉冲电压采样电路对功率放大器的输出大功率脉冲电压进行采样，经脉冲电流/电压采样选择开关选择后将采样脉冲输出电压送入峰值检波电路，峰值检波电路输出脉冲峰值也增大，送回误差放大器中，构成负反馈，使误差放大器的输出电压减小，最终使脉冲峰值等于数模转换器输出的幅度模拟信号。反之，当幅度模拟信号比峰值检波电路得到脉冲峰值即反馈值小时，脉冲峰值也减小，最终使脉冲峰值等于数模转换器输出的幅度模拟信号。这样，通过数模转换器输出的幅度模拟信号可以改变输出大功率脉冲电流/电压的幅度。同时，输出的大功率脉冲电流/电压用于半导体分立器件，如晶体管、MOS管、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管等，负载是非线性的，由于本发明对输出的大功率脉冲电流/电压进行采样，进行负反馈比较，使输出与幅度模拟信号相等，因此，本发明输出大功率脉冲电流/电压的幅度是恒定，不会随负载的变化而变化。

在本发明中功率放大器接比较器的输出端，同时通过一输入电阻接误差放大器输出端。比较器在脉冲源输出的周期性脉冲信号控制下，在周期性脉冲信号为低电平时将其输出端接地，使功率放大器的输入端接地；在周期性脉冲信号为高电平时，将其输出端开路，此时，功率放大器的输入端的电压与误差放大器输出端的电压相等。所以，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同的脉冲信号，这样，可以通过调节脉冲源输出的周期性脉冲信号的频率及占空比来调节输出的大功率脉冲电流/电压的频率及占空比。

附图说明

图1是本发明大功率脉冲电流/电压产生电路的原理框图；

图2是本发明大功率脉冲电流/电压产生电路一具体实施方式原理框图；

图3是图2所示误差放大器及比较器电路原理图；

图4是图2所示功率放大器的电原理图；

图5是图2所示脉冲电流采样电路的电原理图；

图6是图2所示峰值检波电路的电原理图；

图7是图2所示大功率脉冲电流/电压产生电路正脉冲电流输出各测试点的波形图；

图8是图2所示大功率脉冲电流/电压产生电路负脉冲电流输出各测试点的波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图1是本发明大功率脉冲电流/电压产生电路的原理框图。

如图1所示，本发明大功率脉冲电流/电压产生电路包括由数模转换器、误差放大器、功率放大器、脉冲电流采样电路、脉冲电压采样电路、脉冲电流/电压采样选择开关S1以及峰值检波电路构成负反馈环路，起到对大功率脉冲电流/电压的幅度调节作用。另外，功率放大器接比较器的输出端，同时通过一输入电阻Ri接误差放大器输出端，这样，构成一个斩波电路，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同的脉冲信号，这样，可以通过调节脉冲源输出的周期性脉冲信号的频率及占空比来调节输出的大功率脉冲电流/电压的频率及占空比。详细工作原理在前面已经进行了说明，在此不再赘述。

实施例

图2是本发明大功率脉冲电流/电压产生电路一具体实施方式原理框图。

在本实施例中，如图2所示，本发明大功率脉冲电流/电压产生电路还包括一CPU，CPU的作用是向发出大功率脉冲电流/电压的占空比、频率以及幅度控制字。在本实施例中，脉冲源用一FPGA芯片来实现，包括脉冲占空比配制寄存器、脉冲频率配制寄存器以及脉冲产生电路，脉冲占空比配制寄存器、脉冲频率配制寄存器将CPU提供的占空比控制字、频率控制字暂存，并控制脉冲产生电路产生相应占空比、频率的周期性脉冲信号。此外，在本实施例中，FPGA中还包括一DA配制寄存器，用于存放CPU提供的幅度控制字，并产生相应幅度的可调数字信号给数模转换器，数模转换器通过负反馈环路进而控制大功率脉冲电流/电压的大小，即幅度。

图3是图2所示误差放大器及比较器电路原理图。

在本实施例中，如图2、3所示，FPGA芯片的脉冲产生电路输出的周期性脉冲信号为高电平3.2V、低电平0.1V，输入到比较器的正端+，而比较器的负端-连接到1.5V，当周期性脉冲信号为高电平3.2V时，其输出端为开路，当周期性脉冲信号为低电平0.1V时，其输出端接地。

在本实施中，如图2所示，误差放大器包括运算放大器A1、电压档位开关S2、电阻R0、R1、R2、R3以及补偿电路。数模转换器输出端即测试点V17由电压档位开关S2选择通过电阻R0或电阻R1接到运算放大器A1的负端-，峰值检波电路得到脉冲峰值通过电阻R2也连接到运算放大器A1的负端-，运算放大器A1的正端+通过电阻R3连接到地，补偿电路连接在运算放大器A1的负端-与输出端之间，如图3所示补偿电路为电容C1。其作用为使输出，的脉冲电压/电流幅度稳定，破坏负反馈环路的的元器件对反馈信号的附加相移引起负反馈环路的自激震荡条件，保持负反馈环路的稳定；另一个作用保持误差放大器输出电压的稳定。在本实施例中，R2＝R1，R0＝1/2R1，为了便于数模转换器输出的幅度模拟信号与峰值检波电路得到脉冲峰值进行比较，在本实施例中，数模转换器输出的幅度模拟信号为负值。数模转换器输出的幅度模拟信号为-5V直流电压时，在开关S2打到电阻R1，则脉冲峰值为5V直流电压，如果开关S2打到电阻R1，则脉冲峰值为10V直流电压，使得运算放大器A1的负端-保持为0，因为运算放大器A1的正端+通过电阻R3连接到地，通过负反馈环路使其保持为0。这可以通过切换电阻R0或电阻R1来改变大功率脉冲电流电压产生电路的电压档位/量程，即电阻R0对于10V档、电阻R1对应5V档。

在本实施例中，如图2所示，功率放大器的输入端通过开关S3选择直接接比较器的输出端或选择通过反向器接比较器的输出端，即测试点V3，然后再通过一输入电阻Ri接误差放大器输出端，即测试点V2。

如果功率放大器的输入端通过开关S3选择直接接比较器的输出端时，比较器在脉冲源输出的周期性脉冲信号控制下，在周期性脉冲信号为低电平时将其输出端即测试点V3接地，使功率放大器的输入端接地；在周期性脉冲信号为高电平时，将其输出端开路，此时，功率放大器的输入端的电压与误差放大器的输出电压相等，这样，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同的脉冲信号。如果功率放大器的输入端通过开关S3选择通过反向器接比较器的输出端时，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同但反向的脉冲信号。

图4是图2所示功率放大器的电原理图。

为了达到20A的大功率脉冲电流输出能力，所以必须加入功率放大电路。

在本实施例中，如图4所示，功率放大器采用分立的功率达林顿管来实现功率放大。分立达林顿管优势就在于，价格比较便宜。在本实施例中，选择的功率三极管是安森美公司的MJ11032和MJ11033达林顿管，达林顿管可以提供50A的连续电流，甚至可以提供最大达到100A的短时脉冲电流。

当测试点V5和V6间的电压高于其导通电压时，达林顿管MJ11032，即Q1导通，并测试点V5处的输入电流进行放大，然后从输出端，即测试点V6输出。此时的输出的为正向脉冲电流或脉冲电压。当测试点V5和V6间的电压低于其导通电压时，达林顿管MJ11033，即Q2导通，并对测试点V5处的输入电流进行放大，此时的输出的为负向脉冲电流或脉冲电压。

保护电阻R4、R5和三极管Q3，Q4配合使用对MJ11032，MJ11033起保护作用。保护电阻R4、R5的阻值都为25毫欧，所以当电流为28A时，电阻上的分压达到0.7V，Q3为8050三极管，Q4为8550三极管。所以当经过电阻R0流出MJ11032的电流达到28A的时候，那么上面的分压就达到了0.7V，就达到了三极管Q3的导通电压，所以三极管Q3这时就会导通，对流入达林顿管Q1的基极电流进行分流，进而限制了达林顿管Q1的流出电流，不会超过28A，起到保护达林顿管Q1的作用。同理保护电阻R5和三极管Q4对达林顿管Q2起到保护作用。

在本实施例中，如图2所示，脉冲电流采样电路包括电流采样电阻RS、差分放大器A2，电流采样电阻RS对功率放大器的输出大功率脉冲电流进行采样转换成电压，电流采样电阻RS两端，即测试点V6、V7分别连接到差分放大器A2的正负输入端，经过差分放大器A2进行5倍放大和阻抗变换后输出。在本实施例中，开关S4选择直接将差分放大器A2的输出直接或经过反向器送到脉冲电流/电压采样选择开关S1的脉冲电流端。

图5是图2所示脉冲电流采样电路的电原理图。

由于输出的大功率脉冲电流有时会达到20A之大，所以本发明的脉冲电流采样电路和小电流下的电流采样电路有所不同。

如图5所示，在本实施例中，为了获得比较高的电流检测精度，设置了三个电流检测档位，分别为1A档，10A档，20A档。在完成具体的测试任务时，可以根据实际检测的电流大小选择不同的电流检测档位。

考虑到电流采样电阻不要有太大的分压，否则会影响输出的最大电压。另一方面考虑采样电阻的不要有较大的功耗，否则不利于电阻阻值的稳定性，进而影响测试精度。所以RS1选1欧姆，RS2选0.1欧姆，RS3选0.05欧姆。

图2所示的开关由继电器来实现，由于继电器的导通电阻相比模拟开关来讲一般比较小，约为0.1欧或者低一些，并且通电流能力大。所以电流档位开关SW1-1，SW1-2，SW2-1，SW3-1选G6K；SW2-2，SW3-2选G6B。其中G6K的接触电阻0.1欧姆以下；额定通电流能力为1A；G6B的接触电阻0.03欧姆以下；额定通电流能力为8A；考虑到输出的电流或电压都是脉冲式的，且占空比一般很小为2％左右，所以继电器的通流能力是没问题的。

但是由于采样电阻RS较小，继电器的导通电阻和采样电阻相比不能被忽略，为了避免继电器对电流采样造成的影响，必须使得用于连接采样电阻和差分放大器A2输入端的继电器上没有电流流过，这样才能确保继电器上没有分压，进而不会对电流采样造成影响，所以按照图5所示的接法来实现脉冲电流的采样，即每一挡的采样电阻的一端接有两个电流档位开关，通过一个电流档位开关连接到差分放大器的一个输入端，另一个电流档位开关接通该档位电流输出回路。

在本实施例中，如图2所示，脉冲电压采样电路主要由差分放大器A3构成，RL为负载，差分放大器A3用于对功率放大器的输出大功率脉冲电压进行采样和阻抗变换。

开关S5选择直接将放大器A3的输出直接或经过反向器送到脉冲电流/电压采样选择开关S1的脉冲电压端。

如图2所示，脉冲电流/电压采样选择开关S1，用于选择脉冲电流采样电路或脉冲电压采样电路的采样脉冲输出电压送入峰值检波电路。

图6是图2所示峰值检波电路的电原理图。

误差放大器通过负反馈环路来精确控制脉冲电流或电压的幅值，所以必须把脉冲电流或电压的幅度值反馈到误差放大器的输入端。反馈脉冲信号的幅度值，离不开峰值检波电路对脉冲信号幅值的检测，具体峰值检测电路如图6所示，用于对采样脉冲输出电压进行峰值检测，得到脉冲峰值，送回误差放大器中。

在图6中，运放A4和A5的作用就是，把峰值检波电路与输入电路和输出电路隔离开，避免输入输出电路对峰值检波电路的影响。

二极管D1的作用是，当输入信号电压值大于峰值检波电路的输出电压时D1截止，输入运放A4处于开环放大状态，可以通过二极管D2和D3对电容进行快速充电。当输入信号的电压值小于检波电压值时，D1导通，输入运放A4处于跟随状态，避免运放A4内部的晶体管进入饱和或者截止状态，影响对峰值检波速度。

二极管D2，D3和电阻R5的作用就是限制电容电荷的泄露速度，即使由于输入信号电压小于峰值检测电路输出电压的时候，造成二极管D2有较小的漏电流。但是这个漏电流的大小等于二极管D3的反向漏电流和电阻R5上的电流之和，由于二极管D3的反向阻抗很大，远大于电阻R5的阻抗，二极管D2的漏电流基本上由电阻R2上的电流提供，所以二极管D3的反向漏电流很小。

电阻R4的作用就是当输入信号的电压值低于检测电路输出电压时，分担测试点V20和V21间的电位差，使得的峰值检测电路的输出电压保持稳定，不受输入信号电压的降低的影响。

三极管Q的作用是，当完成一次测试项目时，在控制信号的控制下对电容C2进行快速放电，以免电容C2上保持的电压对下次的测试任务造成影响。电阻R6的作用就是对电容C2进行微弱放电，使得峰值检测电路可以快速响应输入信号峰值变化，特别是输入信号的峰值减小时，峰值检测电路可以快速跟踪最新的输入信号的峰值。(补充一下)

图6中的输入输出运放，在三极管，电阻和电容的配合下，完成对输入信号的峰值检测。当输入信号电压高于峰值检测电路的输出电压时，检测电路的输出可以快速跟踪输入信号；当输入信号电压低于峰值检测电路输出电压时，检测电路的输出可以保持原有电压不变，不受输入信号电压的影响。达到峰值检测的目的。

1、输出大功率正脉冲电流

如图2所示的大功率脉冲电流/电压产生电路中，数模转换器输出的用于调节脉冲电流/电压幅度的输出电压范围-5V～0V，差分放大器A2的放大倍数固定为5倍，采样电阻RS根据三种档位1A档，10A档，20A档分别选1欧，0.1欧，0.05欧。

设置负载电阻RL为1欧，脉冲电流档位为1A档时，输出1A的脉冲电流，采样电阻RS两端电压的幅度为1V，电路中几个关键测试点的电压波形图如图7所示。

开关S4选择直接将差分放大器A2的输出的5V脉冲信号直接送到脉冲电流/电压采样选择开关S1的脉冲电流端。脉冲电流/电压采样选择开关S1选择脉冲电流端，将5V脉冲信号送入峰值检波电路得到5V峰值电压直流信号，峰值检波电路将5V峰值电压直流信号输出，然后通过R2到运算放大器A1的负端。

测试点V17的电压为数模转换器的输出电压即参考电压-5V，电压档位开关S2打到测试点V19处(电流档位均置于此处)，由于电阻R1＝R2，通过采用电阻RS1＝1欧姆，采样到幅度为1V的脉冲电压信号，在脉冲电流采样电流中放大后，通过电路稳定后V16点的电压为5V，V2的电压为3V左右，采样电阻上有1V压降，负载电阻上有1V压降，继电器以及功放上的压降约为1V，此时，输出的大功率脉冲电流的幅度为1A。

当FPGA产生的周期性脉冲信号为高电平3.2V时，比较器正偏，输出级开路，相当于比较器与外部电路断开，功率放大器的输入端通过开关S3选择直接接比较器的输出端即测试点V3，然后再通过一输入电阻Ri接误差放大器输出端，即测试点V2。这时测试点V3的电压与测试点V2的电压都为3V，测试点V8与测试点V12的电压为1V，测试点V9与V15为5V，测试点V16为5V。

当FPGA产生的周期性脉冲信号为低电平时比较器反偏，输出级接地，相当于负反馈环路被切断，这时测试点V3的电压为0V，测试点V8与V12的电压为0V，测试点V9与V15为0，由于峰值检测电路能够保持输出脉冲的幅值，所以V16为5V，这时输入电阻Ri的作用就是分担测试点V2处的电压，这样输出脉冲电流的脉冲波形与FPGA控制脉冲的波形形状是一致的。

2、输出大功率负脉冲电流

设置负载电阻RL为1欧，脉冲电流档位为1A档时，输出-1A的脉冲电流，采样电阻RS两端电压的幅度为-1V，电路中几个关键测试点的电压波形图如图8所示。

开关S4选择将差分放大器A2的输出经过反向器送到脉冲电流/电压采样选择开关S1的脉冲电流端。脉冲电流/电压采样选择开关S1选择脉冲电流端，将5V脉冲信号送入脉冲检波电路得到5V峰值电压直流信号，脉冲检波电路将5V峰值电压直流信号输出，然后通过R2到运算放大器A1的负端。

测试点V17的电压为数模转换器的输出电压即参考电压-5V，电压档位开关S2打到测试点V19处(电流档位均置于此处)，由于电阻R1＝R2，通过采用电阻RS1＝1欧姆，采样到幅度为1V的脉冲电压信号，在脉冲电流采样电流中放大后，通过电路稳定后V16点的电压为5V，V2的电压为3V左右，此时，输出的大功率脉冲电流的幅度为-1A。

当FPGA产生的周期性脉冲信号为高电平3.2V时，比较器正偏，输出级开路，相当于比较器与外部电路断开，功率放大器的输入端通过开关S3选择通过反向器接比较器的输出端即测试点V3，然后再通过一输入电阻Ri接误差放大器输出端，即测试点V2。这时测试点V3的电压与测试点V2的电压都为3V，测试点V8与测试点V12的电压幅度为-1V，测试点V9的幅度为-5V，V15的幅度为5V，测试点V16为5V。

3、输出大功率正负脉冲电压

大功率正负脉冲电压输出的工作原理与大功率正负脉冲电流相同，只是，负反馈的电压来自脉冲电压采样电路。

4、性能指标

本发明大功率脉冲电流/电压产生电路可以实现脉冲宽度，占空比和幅度可调输出，具体实现的指标如表1所示。

表1

5、测试数据

5.1、电路测试数据

在本实施例中，只列出大功率脉冲电压10V档，大功率脉冲电流20A档校准后的测试数据，测试数据分别如表2，表3所示。

脉冲电压理论值(V)	脉冲电压实测值(V)	脉冲电压绝对误差(V)	脉冲电压相对误差(％)
				5.000	5.001	0.001	0.010
5.500	5.496	-0.004	-0.040
				6.000	5.993	-0.007	-0.070
6.500	6.497	-0.003	-0.030
				7.000	7.001	0.001	0.010
7.500	7.501	0.001	0.010
				8.000	7.995	-0.005	-0.050
8.500	8.501	0.001	0.010
				9.000	9.025	0.025	0.250

表2

表2中的测试数据是在脉冲电压的占空比为2％，脉冲宽度为80us情况下测得的。

脉冲电流理论值(A)	脉冲电流实测值(A)	脉冲电流绝对误差(A)	脉冲电流相对误差(％)
				11000	11.023	0.023	0.115
12000	12012	0.012	0.060
				13000	13003	0.003	0.015
14000	14058	0.058	0.290
				15000	15057	0.057	0.285
16000	16094	0.094	0.470
				17000	17064	0.064	0.320
18000	18057	0.057	0.285
				19000	19071	0.071	0]50

表3

表3中测试数据是在脉冲电流的占空比为2％，脉冲宽度为80us情况下测得的。

由表2可以看出，经过校准处理后，脉冲电压激励的最大相对误差为0.250％，达到精度设计指标±0.5％的要求。

由表3可以看出，经过校准处理后，脉冲电压激励的最大相对误差为0.470％，达到精度设计指标±0.5％的要求。

5.2、应用于具体半导体分立器件测试时的测试数据

为了进一步本发明大功率脉冲电流/电压产生电路可靠性和稳定性，应用脉冲激励对具体的分立器件参数进行测试。下面介绍一下对两种器件IN4007，MJ11032的性能参数进行测试的测试数据，测试数据分别如表4，表5所示，表4是二极管IN4007正向导通电压的测试数据，表5是NPN型达林顿管MJ11032的电流放大倍数的测试数据。

表4

表4中的测试数据是在脉冲电压的占空比为2％，脉冲宽度为80us情况下测得的。

表5

表5中的测试数据是在脉冲电压的占空比为2％，脉冲宽度为80us情况下测得的。

如表4所示，I_F＝M的电流时由脉冲脉冲恒流源提供的，并且对应的脉冲电压响应V_F是由脉冲量同比检测电路测量的。由表4可以看出二极管IN4007的正向导通电压为0.9V左右，和典型值十分接近。说明本电路是可以完成对IN4007正向导通电压参数测量的，并且工作是稳定的。

如表5所示，I_C＝20A的电流时由脉冲电流源提供的，并且基极上采样电阻的电压是由脉冲量同步检测电路测量的。由表5可以看出达林顿管MJ11032的电流放大倍数为6600倍左右，在合格要求的范围之内。说明本电路是可以完成对MJ11032的电流放大倍数测量的，并且工作是稳定的。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种大功率脉冲电流/电压产生电路，其特征在于，包括：

一功率放大器，接比较器的输出端，同时通过一输入电阻接误差放大器输出端，比较器在脉冲源输出的周期性脉冲信号控制下，在周期性脉冲信号为低电平时将其输出端接地，使功率放大器的输入端接地，此时电阻的作用就是分担误差放大器输出端的电压；在周期性脉冲信号为高电平时，将其输出端开路，此时，功率放大器的输入端的电压与误差放大器输出端的电压相等，此时电阻不起作用，因为电阻的阻值和功放的输入阻抗相比是可以忽略的，这样，功率放大器的输入端为误差放大器输出进行斩波后的、与周期性脉冲信号频率及占空比相同的脉冲信号；

一脉冲电压采样电路，用于对功率放大器的输出脉冲电压进行采样；

2.根据权利要求1所述的大功率脉冲电流/电压产生电路，其特征在于，所述的脉冲电流采样电路包括电流采样电阻、差分放大器；

电流采样电阻对功率放大器的输出大功率脉冲电流进行采样转换成电压，电流采样电阻两端分别连接到差分放大器的正负输入端，经过差分放大器进行放大和阻抗变换后输出；

电流采样电阻包括多个，用于不同的脉冲电流档位，每一挡的采样电阻的一端接有两个电流档位开关，通过一个电流档位开关连接到差分放大器的一个输入端，另一个电流档位开关接通该档位电流输出回路。

3.根据权利要求1所述的大功率脉冲电流/电压产生电路，其特征在于，还包括一CPU，CPU的作用是向发出大功率脉冲电流/电压的占空比、频率以及幅度控制字；

脉冲源用一FPGA芯片来实现，包括脉冲占空比配制寄存器、脉冲频率配制寄存器以及脉冲产生电路，脉冲占空比配制寄存器、脉冲频率配制寄存器将CPU提供的占空比控制字、频率控制字暂存，并控制脉冲产生电路产生相应占空比、频率的周期性脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的大功率脉冲电流/电压产生电路，其特征在于，所述的误差放大器包括运算放大器、电压档位开关、电阻R0、R1、R2、R3，数模转换器输出端由电压档位开关选择通过电阻R0或电阻R1接到运算放大器A1的负端-，峰值检波电路得到脉冲峰值通过电阻R2也连接到运算放大器A1的负端-，运算放大器A1的正端+通过电阻R3连接到地。