CN112688669A - 一种5v驱动的高压脉冲激励电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5V驱动的高压脉冲激励电路。包括三极管Q，三极管Q的集电极与限流电阻R3的一端连接，限流电阻R3的另一端分别与储能电感L和电容C1的一端连接，储能电感L另一端与5V供电端连接，电容C1的另一端为输出端；三极管Q的基极为输入端接信号源V1。本发明具有结构简单、成本低和功耗低的特点。
Description
技术领域
本发明属于激励电路设计技术领域，涉及一种5V驱动的高压脉冲激励电路。
背景技术
在电路设计中，为产生高压高频脉冲激励信号，往往需要为电路提供几百伏的直流高压或采用大功率电压转换芯片，而且发射电路由分立元件实现。这样会导致整个电路的体积变得庞大、复杂，成本也会随之升高。不仅如此，对于有功耗小，供电简单设计要求的控制电路而言，上述电路结构已较难适应相应的设计要求。基于此，研制一种低压驱动的高压脉冲激励电路就变得很有必要。
发明内容
本发明的目的是：提供了一种5V驱动的高压脉冲激励电路。本发明具有结构简单、成本低和功耗低的特点。
本发明的技术方案是：一种5V驱动的高压脉冲激励电路,包括三极管Q，三极管Q的集电极与限流电阻R3的一端连接，限流电阻R3的另一端分别与储能电感L和电容C1的一端连接，储能电感L另一端与5V供电端连接，电容C1的另一端为输出端；三极管Q的基极为输入端接信号源V1。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的输入端经限流电阻R1接信号源V1。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的储能电感L另一端与三极管Q的基极间还连接有限流电阻R2。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的输出端接负载电阻R4。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的信号源V1为方波信号源。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的方波信号源的占空比为50％，电压为0-5V，频率为10kHz。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的方波信号源由DSP或芯片I/O口提供。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的输出端输出高压脉冲信号。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的高压脉冲信号为脉宽2us、幅度大于100V、无余振的高压窄脉冲。
前述的5V驱动的高压脉冲激励电路中，所述的三极管Q选型为2N2222A。
本发明的优点是：本发明可由5V低压方波激励，在电子电路中供电要求较低，可由DSP或单片机I/O口脉冲信号直接驱动，无需多余电压要求；基于RLC串联谐振，以三极管为开关元件，电感储能形成高频高压脉冲，不需要提供直流高电压。具有电路结构简单、供电简单、功耗低，抗干扰能力强的特点。同时本发明电路可稳定获得宽度约为2us，幅度大于100V，且余振较小的高压窄脉冲。由此可知，本发明仅使用5V电压驱动，仅依靠DSP或单片机的I/O口输出的脉冲信号就能产生高压脉冲激励信号，极大地简化了产品电路中的供电模块要求，对降低产品功耗，电路优化设计有很大意义。
综上所述，本发明具有结构简单、成本低和功耗低的特点。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是Multisim软件仿真输入信号；
图3是Multisim软件仿真输出信号；
图4是场效应管IRFP340作开关器件时输出激励脉冲波形图；
图5是三极管ZTX320作开关器件时输出激励脉冲波形图；
图6是三极管2N2222A作开关器件时输出激励脉冲波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。如图1所示，一种5V驱动的高压脉冲激励电路，构成如图1所示，其是基于RLC串联谐振的激励电路，电路以三极管Q为开关元件，储能电感L储能形成高频高压脉冲，不需要提供直流高电压。在输入端通过信号发生器模拟DSP产生占空比50％的脉冲方波信号，DSP输出高电平时，三极管Q导通，Q相当于一个小电阻，与限流电阻R3、储能电感L串联，和5V电压源构成回路，由于总电阻很小，电感电流迅速上升进行储能。其中，R3起到限流作用，本电路可选用R3＝5Ω/5W；DSP输出低电平时，三极管Q快速关断，L、C1、R4组成谐振电路快速放电，在电阻R4上形成高压触发脉冲。
如图2所示，输入端输入10kHz，0-5V的脉冲方波信号，在输出端使用示波器监控波形，如图3所示。由此可见，激励电路符合设计要求，可稳定获得宽度约为2us、幅值100V且无余振的高压窄脉冲信号。
实施例2。一种5V驱动的高压脉冲激励电路，构成如图1所示，包括三极管Q，三极管Q的集电极与限流电阻R3的一端连接，限流电阻R3的另一端分别与储能电感L和电容C1的一端连接，储能电感L另一端与5V供电端连接，电容C1的另一端为输出端；三极管Q的基极为输入端接信号源V1。
前述的输入端经限流电阻R1接信号源V1。
前述的储能电感L另一端与三极管Q的基极间还连接有限流电阻R2。
前述的输出端接负载电阻R4。
前述的信号源V1为方波信号源。
前述的方波信号源的占空比为50％，电压为0-5V，频率为10kHz。
前述的方波信号源由DSP或芯片I/O口提供。，其中，芯片I/O口可选用单片机I/O口。
前述的输出端输出高压脉冲信号。
前述的高压脉冲信号为脉宽2us、幅度大于100V、无余振的高压窄脉冲。
前述的三极管Q选型为2N2222A。
本发明中，优选2N2222A三级管作为开关元件，该型号开关元件使电路输出的高压脉冲激励信号更加稳定、可靠。使用其他型号三级管虽然也能够得到相应的脉冲信号，但是稳定性和可靠性均弱于2N2222A三级管。参见图4-图6；由图4-图6的对比可知，选用三极管2N2222A作开关器件，输出的激励脉冲的幅值及脉宽更加稳定、可靠，也更加符合作为高压窄脉冲激励信号的要求。
Claims (10)
1.一种5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于，其特征在于：包括三极管Q，三极管Q的集电极与限流电阻R3的一端连接，限流电阻R3的另一端分别与储能电感L和电容C1的一端连接，储能电感L另一端与5V供电端连接，电容C1的另一端为输出端；三极管Q的基极为输入端接信号源V1。
2.根据权利要求1所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的输入端经限流电阻R1接信号源V1。
3.根据权利要求1所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的储能电感L另一端与三极管Q的基极间还连接有限流电阻R2。
4.根据权利要求1所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的输出端接负载电阻R4。
5.根据权利要求1所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的信号源V1为方波信号源。
6.根据权利要求5所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的方波信号源的占空比为50％，电压为0-5V，频率为10kHz。
7.根据权利要求5所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的方波信号源由DSP或芯片I/O口提供。
8.根据权利要求6所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的输出端输出高压脉冲信号。
9.根据权利要求8所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的高压脉冲信号为脉宽2us、幅度大于100V、无余振的高压窄脉冲。
10.根据权利要求1所述的5V驱动的高压脉冲激励电路，其特征在于：所述的三极管Q选型为2N2222A。
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| CN202011444888.XA CN112688669A (zh) | 2020-12-11 | 2020-12-11 | 一种5v驱动的高压脉冲激励电路 |
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Publications (1)
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| CN205643698U (zh) * | 2016-01-18 | 2016-10-12 | 黄锦波 | 超声波发射电路及测距装置及汽车及飞行器及机器人 |
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2020
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Patent Citations (1)
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