CN106406156A - 使用可调脉冲发生器的信号转换电路 - Google Patents

Abstract

使用可调脉冲发生器的信号转换电路，本发明涉及电源信号转换技术领域，其旨在解决现有技术存在谐波失真，电磁噪声，脉冲发生器频率无法调节，其电源输出波形抖动、畸变且额定工作频率范围受限制等技术问题。本发明主要包括第一扫描脉冲发生器；场效应管及其寄生电容补偿电路，第一扫描脉冲发生器控制场效应管的工作状态；第二扫描脉冲发生器；自适应斩波电路，第二扫描脉冲发生器控制自适应斩波电路的工作状态；变压器，其一次绕组连接电源和场效应管且其二次绕组连接自适应斩波电路。本发明用于改进电源开关电路。

Description

使用可调脉冲发生器的信号转换电路

技术领域

本发明涉及电源信号转换技术领域，具体涉及使用可调脉冲发生器的信号转换电路。

背景技术

目前，一般地，采用隔离器来用于保护电源，现有技术采用电容电感滤波，虽然对隔离器产生的抖动有所消除，但是引入电容电感的同时会引入EMI噪声，如果频率接近，会进一步使得隔离器输出发生一定的畸变，从而引入系统噪声，这一抖动主要是通过隔离器后波形尾部的畸变；对于还未通过隔离器时，由于寄生电容和非线性元件的使用，造成电源输入端的波形头部有谐波失真，通过隔离器后会进一步放大，降低整个电源的输出质量；在高频时钟扫描情况下，使用光耦器件将严重限制检测电路的额定工作频率，随之是其通用性。现有的脉冲信号发生器无法输出上升时间快，作用时间端的脉冲信号，且频率无法调节。

发明内容

针对上述现有技术，本发明目的在于提供使用可调脉冲发生器的信号转换电路，其旨在解决现有技术存在谐波失真，电磁噪声，其脉冲发生器频率无法调节，其电源输出波形抖动、畸变且额定工作频率范围受限制等技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

使用可调脉冲发生器的信号转换电路，包括第一电源，还包括第一扫描脉冲发生器；场效应管及其寄生电容补偿电路，场效应管连接第一电源，第一扫描脉冲发生器控制场效应管的工作状态；第二扫描脉冲发生器；自适应斩波电路，第二扫描脉冲发生器控制自适应斩波电路的工作状态，自适应斩波电路输出端连接有施密特触发器，施密特触发器的输出信号作为低噪电源；变压器，其一次绕组连接第一电源和场效应管且其二次绕组连接自适应斩波电路。

上述方案中，所述的第二扫描脉冲发生器，包括相互耦合的数字处理器和现场编程门阵列器件。

上述方案中，第一扫描脉冲发生器，包括直流电源，直流电源通过稳压单元与微控制器相连接，微控制器输入端连接有数字频率设置单元，微控制器还连接有输出单元，数字频率设置单元为8421数字拨盘；直流电源与微控制器之间还连 接有电压采样单元，微控制器的输出端连接有输入电压指示单元；直流电源的输出端连接有自动关机单元，自动关机单元分别与电压采样单元和稳压单元相连接。

上述方案中，所述的场效应管及其寄生电容补偿电路，场效应管，其栅极连接第一扫描脉冲发生器的输出端且源极通过第一电阻接地；第一二极管，其低电端连接场效应管的漏极且高电端接地；第二电容，其一端连接场效应管的漏极且另一端接地；第二二极管，其低电端连接场效应管的源极且高电端接地；第一二极管、第二电容和第二二极管构成寄生电容补偿电路。

上述方案中，所述的自适应斩波电路，包括第一三极管，其集电极连接变压器的二次绕组；第二三极管，其集电极连接变压器的二次绕组；第三三极管，其集电极连接第二三极管的发射极；第四三极管，其发射极连接第一三极管的发射极且集电极连接第三三极管的发射极；第三三极管的集电极和第四三极管的发射极连接至施密特触发器UST的输入端；第二电阻，其一端连接变压器T1的二次绕组且另一端连接第三三极管的发射极；第三电阻，其一端连接变压器的二次绕组且另一端连接第三三极管的发射极；脉冲自适应电路，连接第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管。

上述方案中，所述的脉冲自适应电路，包括第二电源；第四电阻、第五电阻构成第一分压器；第五三极管，其基极连接第二扫描脉冲发生器、集电极连接第二电源且发射极连接第一分压器；第六电阻、第七电阻构成第二分压器，第二分压器串联第一分压器并接地；第一比较器，其输入端连接第一分压器和施密特触发器的输入端；第二比较器，其输入端连接第二分压器和施密特触发器的输入端；RS触发器，其S端连接第一比较器的输出端且R端连接第二比较器的输出端；单稳态触发器，其输入端连接RS触发器的输出端；第一分压器连接第三三极管的发射极和第四三极管的集电极；单稳态触发器的高电输出端Q连接第一三极管的基极和第二三极管的基极且其低电输出端～Q连接第三三极管的基极和第四三极管的基极。

上述方案中，所述的脉冲自适应电路，还包括反相器，第五三极管通过反相器连接第二扫描脉冲发生器。

上述方案中，所述的反相器，包括输入端、输出端、PMOS晶体管以及NMOS 晶体管，其中，所述PMOS晶体管的源极连接电源，所述NMOS晶体管的源极接地，所述NMOS晶体管的栅极连接到所述输入端，所述PMOS晶体管的漏极和所述NMOS晶体管的漏极均连接到所述输出端；还包括升压元件，所述升压元件连接在所述输入端和所述PMOS晶体管的栅极之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过数字频率设置单元调节微控制器的输出频率，也可以通过频率倍率单元调整倍率；脉冲信号调节快速，频率可见；减小电源输入端的谐波失真；提供了无电容电感的电源开关滤波，显著降低了电源输出端的噪声，提供高可靠性和通用性；电源开关工作频率范围显著扩大。

附图说明

图1为本发明的具体电路图；

图2为本发明第一脉冲发生器的部件连接示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1

所述的三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7作为自适应脉冲开关，通过其中的自适应电路完成脉冲尾部畸变斩波，其时间窗口由变压器T1输出脉冲自身长度决定；考虑到本发明高频工作特性，所述三极管，包括壳体和半导体三极管管芯、发射极、基极和集电极，所述基极串接一个设于壳体内的热敏电阻芯片，该热敏电阻贴粘在壳体的内端，所述的壳体外端设置有由散热面和散热贴面组成的所述散热片，所述散热面错位叠置在散热贴面上方，所述散热面上安装所述壳体，壳体通过螺钉与散热面相连，所述的壳体与铜质散热面之间设有绝缘导热硅胶垫片，所述的散热贴面端面呈均匀分布的波浪状；半导体芯片所产生的热量经绝缘导热硅胶垫片传入散热面中，由散热面散发热量，由于散热贴面的端面呈波浪状，其实际面积比一般平面的面积要大许多，可进一步的提供散热，保证三极管功能的稳定性，让其作为开关稳定性高。

实施例2

基于实施例1，所述的脉冲自适应电路，包括第二电源VCC；第四电阻R9、第 五电阻R10构成第一分压器；第五三极管U2A，其基极连接第二扫描脉冲发生器、集电极连接第二电源VCC且发射极连接第一分压器；第六电阻R11、第七电阻R12构成第二分压器，第二分压器串联第一分压器并接地；第一比较器U3，其输入端连接第一分压器和施密特触发器UST的输入端；第二比较器U4，其输入端连接第二分压器和施密特触发器UST的输入端；RS触发器U8，其S端连接第一比较器U3的输出端且R端连接第二比较器U4的输出端；单稳态触发器U6，其输入端连接RS触发器U8的输出端；第一分压器连接第三三极管Q6的发射极和第四三极管Q7的集电极；单稳态触发器U6的高电输出端Q连接第一三极管Q4的基极和第二三极管Q5的基极且其低电输出端～Q连接第三三极管Q6的基极和第四三极管Q7的基极。

实施例3

所述的第一脉冲发生器，1为直流电源，2为自动关机单元，3为稳压单元，4为电压采样单元，5为微控制器，6为数字频率设置单元，7为输入电压指示单元，8为输出单元，9为排阻，包括直流电源1，本实施方式中直流电源为电池，所述直流电源1通过稳压单元3与微控制器5相连接。所述稳压单元3包括线性稳压芯片，这里线性稳压芯片采用HT7350A。所述线性稳压芯片的输入端与地之间并联电解电容，所述线性稳压芯片的输出端与地之间并联电解电容，所述线性稳压芯片的输出电压为V1，V1为5V；所述微控制器5输入端连接有数字频率设置单元6，所述微控制器5还连接有输出单元8，所述数字频率设置单元6为8421数字拨盘。所述8421数字拨盘的个位、十位、百位、千位的输入端分别与多个二极管的正极相连接，所述二极管的负极与多个开关的一端相连接，所述开关的另一端与微控制器的输入端相连接。通过8421数字拨盘设置微控制器的输出频率。

硬件出现未知的异变，技术的进步只是选用标准的参考。但是出于改劣发明,或者成本考量,仅仅从实用性的技术方案选择。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.使用可调脉冲发生器的信号转换电路，包括第一电源VDD，其特征在于，还包括

第一扫描脉冲发生器，包括直流电源，直流电源通过稳压单元与微控制器相连接，微控制器输入端连接有数字频率设置单元，微控制器还连接有输出单元，数字频率设置单元为8421数字拨盘；直流电源与微控制器之间还连接有电压采样单元，微控制器的输出端连接有输入电压指示单元；直流电源的输出端连接有自动关机单元，自动关机单元分别与电压采样单元和稳压单元相连接；

场效应管Q3及其寄生电容补偿电路，场效应管Q3连接第一电源VDD，第一扫描脉冲发生器控制场效应管Q3的工作状态；

第二扫描脉冲发生器；

自适应斩波电路，第二扫描脉冲发生器控制自适应斩波电路的工作状态，自适应斩波电路输出端连接有施密特触发器UST，施密特触发器UST的输出信号作为低噪电源VSOR；

变压器T1，其一次绕组连接第一电源VDD和场效应管Q3且其二次绕组连接自适应斩波电路。

2.根据权利要求1所述的使用可调脉冲发生器的信号转换电路，其特征在于，所述的场效应管Q3及其寄生电容补偿电路，

场效应管Q3，其栅极连接第一扫描脉冲发生器的输出端且源极通过第一电阻R4接地；

第一二极管D1，其低电端连接场效应管Q3的漏极且高电端接地；

第二电容C2，其一端连接场效应管Q3的漏极且另一端接地；

第二二极管D2，其低电端连接场效应管Q3的源极且高电端接地；

第一二极管D1、第二电容C2和第二二极管D2构成寄生电容补偿电路。

3.根据权利要求1所述的使用可调脉冲发生器的信号转换电路，其特征在于，所述的自适应斩波电路，包括

第一三极管Q4，其集电极连接变压器T1的二次绕组；

第二三极管Q5，其集电极连接变压器T1的二次绕组；

第三三极管Q6，其集电极连接第二三极管Q5的发射极；

第四三极管Q7，其发射极连接第一三极管Q4的发射极且集电极连接第三三极管Q6的发射极；

第三三极管Q6的集电极和第四三极管Q7的发射极连接至施密特触发器UST的输入端；

第二电阻R7，其一端连接变压器T1的二次绕组且另一端连接第三三极管Q6的发射极；

第三电阻R8，其一端连接变压器T1的二次绕组且另一端连接第三三极管Q6的发射极；

脉冲自适应电路，连接第一三极管Q4、第二三极管Q5、第三三极管Q6和第四三极管Q7。

4.根据权利要求3所述的使用可调脉冲发生器的信号转换电路，其特征在于，所述的脉冲自适应电路，包括第二电源VCC；

第四电阻R9、第五电阻R10构成第一分压器；

第五三极管U2A，其基极连接第二扫描脉冲发生器、集电极连接第二电源VCC且发射极连接第一分压器；

第六电阻R11、第七电阻R12构成第二分压器，第二分压器串联第一分压器并接地；

第一比较器U3，其输入端连接第一分压器和施密特触发器UST的输入端；

第二比较器U4，其输入端连接第二分压器和施密特触发器UST的输入端；

RS触发器U8，其S端连接第一比较器U3的输出端且R端连接第二比较器U4的输出端；

单稳态触发器U6，其输入端连接RS触发器U8的输出端；

第一分压器连接第三三极管Q6的发射极和第四三极管Q7的集电极；

单稳态触发器U6的高电输出端Q连接第一三极管Q4的基极和第二三极管Q5的基极且其低电输出端～Q连接第三三极管Q6的基极和第四三极管Q7的基极；所述的脉冲自适应电路，还包括反相器U5A，第五三极管U2A通过反相器U5A连接第二扫描脉冲发生器。

5.根据权利要求1所述的使用可调脉冲发生器的信号转换电路，其特征在于，所述的第二扫描脉冲发生器，包括相互耦合的数字处理器和现场编程门阵列器件。