CN203933603U - 线圈同步交流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了线圈同步交流驱动电路,包括：振荡反馈控制器件、振荡电路、被驱动线圈，本实用新型的优点是适合于线圈的高效交流驱动、特别是适合于低频应用及要求能精准控制其频率及相位的场合，本实用新型在没有外部控制频率的情况下，振荡器按自身固有的频率振荡，而且还可以通过反馈控制部件关闭振荡器，即关闭对线圈的驱动，本实用新型具有结构简单、成本低、运行可靠、同时具有高驱动效率的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及线圈同步交流驱动电路,尤其是涉及以改进的电子振荡电路来实现高效交流驱动线圈并能精准控制其频率的同步驱动电路，属于电子技术领域。
背景技术
锁相环频率合成电路和数字直接合成电路可以精准的产生所需要的频率，不过目前这些传统的电路产生的都是小信号控制频率。当要交流驱动一定功率的线圈时，如执行部件，磁场发生部件，还要通过功率放大电路完成。模拟类功率放大电路存在效率不高的问题，从而导致发热和浪费电能。开关类功率放大电路需要复杂的开关电路，增加成本，并产生电磁干扰等问题。一般LC振荡电路，例如考比兹(Colpitts)振荡电路或者哈特莱(Hartley)振荡电路，具有高驱动效率，不过其频率由振荡电感L和电容C固定，普通LC回路自身不够稳定，特别是对于低频电路，电感L和电容C的数值和体积相对较大，少有电控调整零件，不好通过电子方式调整，更难以实现精准地由数字电路产生的频率来控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的线圈同步交流驱动电路，本实用新型采用驱动线圈的基本振荡电路和振荡反馈控制器件，通过控制振荡电路中振荡回路到振荡驱动管的反馈，实现了振荡频率与外部控制频率的同步，即本实用新型的振荡频率可以由外部的控制频率来精准控制。本实用新型适合于要求对线圈精准频率高效交流驱动的场合，如交变磁场发生器。
本实用新型的技术方案是：基于LC振荡电路，例如考比兹(Colpitts)振荡电路或者哈特莱(Hartley)振荡电路，或者其它包含LC振荡回路的振荡电路，通过增加反馈控制部件来控制振荡回路到振荡驱动的反馈的使能，使所述振荡电路的振荡频率与外部的控制频率同步，并能在一定范围内跟随所述控制频率，同时由于被驱动线圈所在的振荡电路的振荡回路仍然处在谐振状态，具有高效率，从而实现了对被驱动线圈的高效交流驱动。
本实用新型包括振荡反馈控制器件、振荡电路、被驱动线圈，所述被驱动线圈在所述振荡电路的振荡回路中并被振荡电路的振荡电流所驱动；所述振荡反馈控制器件根据控制频率来控制振荡电路从而使振荡电路的驱动频率与所述控制频率同步。
所述振荡电路为考比兹(Colpitts)振荡电路或哈特莱(Hartley)振荡电路之一。
所述振荡反馈控制器件为MOS型晶体管、单结型晶体管、双极型晶体管、光电耦合器、模拟开关之一。
所述控制频率由锁相环频率合成电路或者数字直接合成电路产生；振荡电路的驱动频率与所述控制频率相同。
所述振荡电路的驱动频率与所述控制频率是倍频关系。
本实用新型的线圈同步交流驱动电路用来驱动线圈产生开放的交变磁场。
本实用新型的线圈同步交流驱动电路的一种应用是通过驱动开放的线圈来产生开放的交变电磁场。另外本实用新型的线圈同步交流驱动电路也可以用来交流驱动其它线圈，例如大功率超声波的换能器件。
本实用新型的优点是适合于线圈的高效交流驱动、特别是适合于低频应用及要求能精准控制其频率及相位的场合，本实用新型在没有外部控制频率的情况下，振荡器按自身固有的频率振荡，而且还可以通过反馈控制部件关闭振荡器，即关闭对线圈的驱动，本实用新型具有结构简单、成本低、运行可靠、同时具有高驱动效率的特点。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图2为本实用新型的典型应用电路原理图；
图3为本实用新型的典型应用电路在不同控制频率下的被驱动线圈电流曲线示意图；
图4为本实用新型的典型应用电路在不同控制频率下的线圈驱动效率示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细说明。
如图1所示，V1为电路的电源，L1和R1为被驱动线圈，R1为所述被驱动线圈的内阻，L1和R1与C1、C2、R3、晶体管Q1和L2构成了考比兹(Colpitts)振荡电路，其中R2为L2的等效内阻，晶体管Q2是所述振荡反馈控制器件，R3为反馈电阻，二极管D1保护驱动管晶体管Q1的栅极。V2是所述外部控制频率，R4为其内阻。所述外部控制频率V2通过锁相环频率合成电路和数字直接合成电路产生精准的频率。晶体管Q2能在所述外部控制频率V2的控制下，控制振荡回路反馈到振荡驱动开关管晶体管Q1的使能：当所述外部控制频率V2为高电位时，晶体管Q2导通，旁路掉控制振荡回路到晶体管Q1的反馈；当所述外部控制频率V2为低电位时，晶体管Q2截止，振荡器按其固有的方式振荡。于是所述电路的实际振荡频率在一定范围内与所述外部控制频率V2有特定的同步关系，可以是相同频率，也可以二倍或二倍以上的倍频关系，还可以是分频关系。
在没有外部控制频率的情况下，若所述外部控制频率V2为低电位，振荡反馈控制器件晶体管Q2不起作用，所述振荡器按自身固有的频率振荡；若所述外部控制频率V2为高电位，振荡反馈被完全旁路，所述振荡器关闭。
在本实用新型的一种典型应用电路中，如图2所示，V1为电路的电源，R7为电源内阻，L1和R1为被驱动线圈，R1为所述被驱动线圈的内阻，L1为所述被驱动线圈的电感，所述被驱动线圈的R1和L1与C1、C2、R3、R5、C3、晶体管Q1、C4和L2构成了考比兹(Colpitts)振荡电路，其中R2为L2的内阻，R5为晶体管Q1设置工作点，二极管D7保护晶体管Q1的栅极，R3为反馈电阻，晶体管Q2是所述振荡反馈控制器件，R6为晶体管Q2的偏置电阻，使其在没有输入信号的情况下关闭所述振荡器。所述外部控制频率V2是外部控制频率，R4为其内阻。所述振荡电路的振荡频率在一定范围内可以同所述外部控制频率V2同步，可以是相同频率，也可以二倍或二倍以上的倍频关系。如图2所示实施电路，在不同频率下，所述被驱动线圈L1的电流波形如图3所示，其横轴为时间，竖轴为线圈的电流。所述外部控制频率V2在9.5kHz到12kHz间变化，步进频率为500Hz。所述线圈同步交流驱动电路的驱动效率如图4所示，不同频率下的驱动效率基本在90％左右。
本实用新型是利用所述振荡反馈控制器件来控制振荡回路反馈到振荡驱动开关管的使能，也就是由所述振荡反馈控制器件控制振荡驱动开关管完全关闭还是受振荡回路的反馈信号控制，例如在图2的电路中，当反馈控制器件Q2导通时，Q1振荡开关管处于关闭状态，不受振荡回路反馈信号的控制，当Q2关闭时，Q1可以受振荡回路反馈信号的控制，实现振荡频率的同步，同理可以应用于哈特莱(Hartley)振荡电路，同样实现对线圈的同步高效交流驱动。
在如图1和图2的电路中振荡反馈控制器件晶体管Q2是MOS型晶体管，实际电路中它也可以是双极型晶体管，单结型晶体管，光电耦合器，模拟开关或者其他电子开关器件。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.线圈同步交流驱动电路，其特征在于，包括：振荡反馈控制器件、振荡电路、被驱动线圈，所述被驱动线圈在所述振荡电路的振荡回路中并被振荡电路的振荡电流所驱动；所述振荡反馈控制器件根据控制频率来控制振荡电路从而使振荡电路的驱动频率与所述控制频率同步。
2.根据权利要求1所述的线圈同步交流驱动电路，其特征在于，所述振荡电路为考比兹振荡电路或哈特莱振荡电路之一。
3.根据权利要求1所述的线圈同步交流驱动电路，其特征在于，所述振荡反馈控制器件为MOS型晶体管、单结型晶体管、双极型晶体管、光电耦合器、模拟开关之一。
4.根据权利要求1所述的线圈同步交流驱动电路，其特征在于，所述控制频率由锁相环频率合成电路或者数字直接合成电路产生；振荡电路的驱动频率与所述控制频率相同。
5.根据权利要求1所述的线圈同步交流驱动电路，其特征在于，所述振荡电路的驱动频率与所述控制频率是倍频关系。
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Cited By (1)
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2014
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