CN110190750A - 一种微波开关负偏压产生电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波开关负偏压产生电路，包括：脉冲宽度调制电路、高频变压器、倍压整流滤波及分压取样电路，直流供电通过所述的脉冲宽度调制电路产生高频脉冲送给所述的高频变压器，高频脉冲经所述的高频变压器升压后送给所述的倍压整流滤波及分压取样电路，所述的倍压整流滤波及分压取样电路产生负偏压送出，并将取样信号反馈给所述的脉冲宽度调制电路，完成电压负反馈，实现输出负偏压的稳压。本发明的微波开关负偏压产生电路，通过脉冲宽度调制电路直接驱动高频变压器，省掉了驱动电路和开关晶体管，具有体积小，电路简单的特点。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，特别是一种微波开关负偏压产生电路。
背景技术
T/R(Transmitter&Receiver)组件内部一般使用微波开关实现收发支路的切换，微波开关需要负偏压提供驱动，耐受功率小的微波开关负偏压一般较低，如厘米波频段耐受功率30dBm的微波开关负偏压一般要求-10V左右，耐受功率大的微波开关负偏压一般略高，如厘米波频段耐受功率52dBm的微波开关负偏压一般要求为-50V左右。
在负偏压要求为-10V左右时，产生负偏压的电源方案较为容易，ADI公司或者TI公司的集成电荷泵反极性变换模块都可以实现，但是当负偏压要求为-50V左右时，就超出了集成电荷泵的输出范围，需要使用更大的砖式模块或者通过板上的开关电源产生，T/R组件模块集成度较高，内部空间有限，使用砖式模块或者传统的开关电源产生负偏压占板面积较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，根据微波开关负偏压功耗小的特点，通过开关控制芯片的脉冲宽度调制波直接驱动变压器，省掉了驱动电路和开关晶体管，简化了电路，通过使用小型化表贴变压器和贴片器件进一步减小了电路尺寸。提供了一种小体积、电路简单的微波开关负偏压产生电路。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种微波开关负偏压产生电路，包括：脉冲宽度调制电路、高频变压器、倍压整流滤波及分压取样电路，直流供电通过所述的脉冲宽度调制电路产生高频脉冲送给所述的高频变压器，高频脉冲经所述的高频变压器升压后送给所述的倍压整流滤波及分压取样电路，所述的倍压整流滤波及分压取样电路产生负偏压送出，并将取样信号反馈给所述的脉冲宽度调制电路，完成电压负反馈，实现输出负偏压的稳压。
所述的脉冲宽度调制电路由一颗SG3525芯片及其外围电路组成；所述的高频变压器为EPC13外形PC44材质的铁氧体磁芯；所述的倍压整流滤波及分压取样电路中的倍压整流滤波为三个1206封装电容和两个LL4148型号二极管组成的二倍压整流电路。
所述的倍压整流滤波及分压取样电路中的分压取样电路是由两个1206封装的电阻从输出负偏压到脉冲宽度调制电路的SG3525芯片正基准之间实现的分压取样，特殊的，以-40V负偏压为例，接负偏压输出一端的电阻取43kΩ，接正基准一端的电阻取2kΩ，在SG3525芯片的正基准和负偏压输出之间分压，可提供幅度为2V的正电压反馈信号。
本发明的有益效果：
1、体积小：本发明根据微波开关负偏压功耗小的特点，通过开关控制芯片的脉冲宽度调制波直接驱动变压器，省掉了驱动电路和开关晶体管，减小了占板面积，并通过使用小型化表贴变压器和贴片器件进一步减小了电路尺寸。
2、电路简单：本发明根据微波开关负偏压功耗小的特点，通过开关控制芯片的脉冲宽度调制波直接驱动变压器，省掉了驱动电路和开关晶体管，简化了电路。
附图说明：
图1为本发明一种微波开关负偏压产生电路的原理框图。
图2为本发明一种微波开关负偏压产生电路的高频变压器原理图。
图3为本发明一种微波开关负偏压产生电路的高频变压器使用的EPC13磁芯实物照片。
图4为本发明一种微波开关负偏压产生电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的一种微波开关负偏压产生电路，包括：脉冲宽度调制电路(1)、高频变压器(2)、倍压整流滤波及分压取样电路(3)，直流供电通过所述脉冲宽度调制电路(1)产生高频脉冲送给所述高频变压器(2)，高频脉冲经所述高频变压器(2)升压后送给所述倍压整流滤波及分压取样电路(3)，所述倍压整流滤波及分压取样电路(3)产生负偏压送出，并将取样信号反馈给所述脉冲宽度调制电路(1)，完成电压负反馈，实现输出负偏压的稳压。
所述的脉冲宽度调制电路(1)由一颗SG3525芯片及其外围电路组成，所述的高频变压器(2)为EPC13外形、PC44材质的铁氧体磁芯，所述的倍压整流滤波及分压取样电路(3)中的倍压整流滤波电路为三个1206封装电容和两个LL4148型号二极管组成的二倍压整流电路。
所述的倍压整流滤波及分压取样电路(3)中的分压取样电路是由两个1206封装的电阻从输出负偏压到所述的脉冲宽度调制电路(1)的SG3525芯片正基准之间实现的分压取样，特殊的，以-40V负偏压为例，接负偏压输出一端的电阻取43kΩ，接正基准一端的电阻取2kΩ，在SG3525芯片的正基准和负偏压输出之间分压，可提供幅度为2V的正电压反馈信号，详细连接关系见图4。
如图2所示，所述高频变压器(2)分初次级两个绕组，Np为初级绕组(21)，Ns为次级绕组(22)。
较佳的，输入电压范围为8V～15V，输出电压-40V，设计开关频率100kHz，最大导通脉冲宽度为4.5uS，EPC13外形的铁芯截面Ae为12.5mm2。
较佳的，PC44材质的高频变压器2的磁感应强度ΔB取100mT，最大导通脉冲宽度为4.5uS对应输入电压为8V，则
初级取15匝，输入电压8V时，次级为二倍压整流，输出为-40V，则变压器初次级匝比
则次级Np＞37.5，取40匝。
如图3所示，是本发明一种微波开关负偏压产生电路的高频变压器使用的EPC13磁芯实物照片，本发明选用的磁芯为低造型小型化磁芯，长13.7mm，宽14.7mm，厚度6.6mm，减小了电路的占板面积和厚度。
如图4所示，是本发明一种微波开关负偏压产生电路的电路图，电路包括R1～R14等14个电阻、C1～C9等9个电容、SG3525调制脉宽控制芯片N1、高频变压器2(图中位号为T1)、VD1～VD2等两个二极管。
电阻R1与R2串联后一端接N1的16脚，另一端接负偏压输出，R1与R2的中点连接电阻R3的一端，R3另一端接N1的1脚，N1的16脚为芯片内置基准电压，基准电压为5V，N1的1脚为内置运放的同相输入端，输入电流≤1uA，该电流不会影响由R1和R2组成串联分压比例，该分压比例将对负偏压输出的取样反馈电压变为正电压，输出为负而分压取样值为正，形成负反馈的话需要将取样信号送给运放同相端(输出负偏压绝对值增大→取样信号变小→运放输出减小→脉冲宽度调制波形占空比减小→传输能量减小→输出电压绝对值减小)。电阻R4的一端接N1的16脚，另一端和R9串联，R9另一端接地，完成对基准的分压，将分压后的电压信号送给N1的2脚，即N1内置运放的反相输入端。
其他外围电路按SG3525通用电路连接。
本发明根据微波开关负偏压功耗小的特点，通过开关控制芯片的脉冲宽度调制波直接驱动变压器，省掉了驱动电路和开关晶体管，简化了电路，通过使用小型化表贴变压器和贴片器件进一步减小了电路尺寸。提供了一种小体积、电路简单的微波开关负偏压产生电路。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种微波开关负偏压产生电路，其特征在于，包括：脉冲宽度调制电路(1)、高频变压器(2)、倍压整流滤波及分压取样电路(3)，直流供电通过所述脉冲宽度调制电路(1)产生高频脉冲送给所述高频变压器(2)，高频脉冲经所述高频变压器(2)升压后送给所述倍压整流滤波及分压取样电路(3)，所述的倍压整流滤波及分压取样电路(3)产生负偏压送出，并将取样信号反馈给所述脉冲宽度调制电路(1)，完成电压负反馈，实现输出负偏压的稳压。
2.根据权利要求1所述的一种微波开关负偏压产生电路，其特征在于：所述的脉冲宽度调制电路(1)由一颗SG3525芯片及其外围电路组成。
3.根据权利要求1所述的一种微波开关负偏压产生电路，其特征在于：所述的高频变压器(2)为EPC13外形、PC44材质的铁氧体磁芯。
4.根据权利要求1所述的一种微波开关负偏压产生电路，其特征在于：所述的倍压整流滤波及分压取样电路(3)中的倍压整流滤波电路为三个1206封装电容和两个LL4148型号二极管组成的二倍压整流电路。
5.根据权利要求1所述的一种微波开关负偏压产生电路，其特征在于：所述的倍压整流滤波及分压取样电路(3)中的分压取样电路是由两个1206封装的电阻从输出负偏压到所述的脉冲宽度调制电路(1)的SG3525芯片正基准之间实现的分压取样。
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