CN204156828U - 高压运算放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种用于高精度光纤数字转换系统中的高压运算放大电路，包括运算放大器电路和与之相连的甲乙类互补对称功率放大电路，前半段采用运算放大器电路从而实现体积小、重量轻、成本低、外接元件少、调试简单、使用方便，且温度稳定性好，功耗低，电源利用率高，失真小，具有过流保护、过热保护、过压保护及自启动、消噪等功能特点，后半段采用甲乙类互补对称功率放大电路从而满足了高电压和大电流输出的需要。

Description

高压运算放大电路

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种用于高精度光纤数字转换系统中的高压运算放大电路。

背景技术

在一些高精度光纤数字转换系统中需要用到电压放大电路，将模拟低电压放大为高电压，放大后的高电压接入到电能表中作为电能计量电压。放大电压通常有两种方式，一般是通过分立器件搭接组成多级放大电路，实现电压的放大，还可以通过将运算放大器连接成跟随器或比例运算器，实现电压的放大。分立器件搭接组成多级放大电路，能够实现高电压的放大和大电流的输出，但是存在外接元件多，体积大，成本高，稳定性较差的缺点；用运算放大器实现电压放大与分立器件构成的功率放大器相比，具有体积小、重量轻、成本低、外接元件少、调试简单、使用方便，且温度稳定性好，功耗低，电源利用率高，失真小，具有过流保护、过热保护、过压保护及自启动、消噪等功能特点，但一般的运算放大器不能实现高电压放大，而电能表需要的是相电压峰-峰值为170V的电压信号，而高精度的运算放大器，没有放大层数这么高的电压，电子式电能表的输入电流为30mA，运算放大器也没有输出这么大电流的能力。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足而发明的一种一种用于高精度光纤数字转换系统中的高压运算放大电路。

本实用新型是这样实现的：一种高压运算放大电路，其特征在于：包括运算放大器电路和与之相连的甲乙类互补对称功率放大电路；

     所述的运算放大器电路包括运放U1A、电阻R2、R3、R8、R9、电容C1和C2，电阻R2的一端为电路输入端，电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端、电容C2的一端相连接，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端分别与运放U1A的反向输入端、电容C1的一端相连接，电容C1的另一端与运放U1A的输出端相连接，运放U1A的同向输入端分别与电阻R8、R9的一端相连接，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接，运放U1A的输出端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接。

     所述的甲乙类互补对称功率放大电路包括电阻R10、R6、R4、R13、R5、R11、R1、R14、R7、R12、三极管VT1、VT2、VD1、VD2、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8，电阻R10的一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，R10的另一端与三极管VT2的发射极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端分别与二级管VD2的基极、二极管D7的正极相连接，二极管D7的负极与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极分别与电阻R14、二极管D6的正极和﹣110V电源相连接，电阻R14的另一端与三极管VD2的发射极相连接，三极管VD2的集电极分别与电阻R9的一端、三极管VD1的集电极、二极管D6的负极、二极管D3的正极、电路的输出端outa、电阻R7相连接，电阻R7的另一单与电阻R12相连接，电阻R12的另一端接地，二极管D3的另负极分别与﹢110V电源相连接、电阻R1、二极管D1的正极相连接，电阻R1的另一端与三极管VD1的发射极相连接，二极管D1的负极与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极分别与三极管VD1的基极、电阻R4的一端相连接，电阻R4另一端与三极管VT1的集电极相连接，三极管VT1的发射极与电阻R6的一端相连接,电阻R6的另一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，三极管VT1的基极分别与电阻R5和二极管D4的正极相连接，D4的负极分别接地、与D5的正极相连接，D5的负极分别与三极管VT2的基极、电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端接电源。

所述的运放U1A的型号为OP2117。

    本实用新型中用运算放大器电路和与之相连的甲乙类互补对称功率放大电路组成的高压运算放大电路，前半段采用运算放大器电路从而实现体积小、重量轻、成本低、外接元件少、调试简单、使用方便，且温度稳定性好，功耗低，电源利用率高，失真小，具有过流保护、过热保护、过压保护及自启动、消噪等功能特点，后半段采用甲乙类互补对称功率放大电路从而满足了高电压和大电流输出的需要。

附图说明

图1为本实用新型的电气原理图。

具体事实方式

如图１所示，一种高压运算放大电路，包括运算放大器电路和与之相连的甲乙类互补对称功率放大电路；

    所述的运算放大器电路包括运放U1A、电阻R2、R3、R8、R9、电容C1和C2，所述的运放U1A的型号为OP2117，电阻R2的一端为电路输入端，电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端、电容C2的一端相连接，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端分别与运放U1A的反向输入端、电容C1的一端相连接，电容C1的另一端与运放U1A的输出端相连接，运放U1A的同向输入端分别与电阻R8、R9的一端相连接，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接，运放U1A的输出端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接。

     所述的甲乙类互补对称功率放大电路包括电阻R10、R6、R4、R13、R5、R11、R1、R14、R7、R12、三极管VT1、VT2、VD1、VD2、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8，电阻R10的一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，R10的另一端与三极管VT2的发射极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端分别与二级管VD2的基极、二极管D7的正极相连接，二极管D7的负极与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极分别与电阻R14、二极管D6的正极和﹣110V电源相连接，电阻R14的另一端与三极管VD2的发射极相连接，三极管VD2的集电极分别与电阻R9的一端、三极管VD1的集电极、二极管D6的负极、二极管D3的正极、电路的输出端outa、电阻R7相连接，电阻R7的另一单与电阻R12相连接，电阻R12的另一端接地，二极管D3的另负极分别与﹢110V电源相连接、电阻R1、二极管D1的正极相连接，电阻R1的另一端与三极管VD1的发射极相连接，二极管D1的负极与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极分别与三极管VD1的基极、电阻R4的一端相连接，电阻R4另一端与三极管VT1的集电极相连接，三极管VT1的发射极与电阻R6的一端相连接,电阻R6的另一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，三极管VT1的基极分别与电阻R5和二极管D4的正极相连接，D4的负极分别接地、与D5的正极相连接，D5的负极分别与三极管VT2的基极、电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端接电源，电源值为－5V。 

     运放的型号为OP2117,其失调电压75uV,失调电流1nA,失调电压漂移0.7uV/℃，用此高精度运放为前级，高压功率三极管为后级的高压运算放大电路，实现高电压的放大。

在此电路中，C1为反馈电容，使放大器运放U1A能够稳定工作，C2为积分电容，用来滤除甲乙类互补对称功率放大电路中三极管放大中引起的震荡，图1中，R6、R10到D3、D6部分是甲乙类互补对称功率放大电路，这样的设计目的是为了防止交越失真，低电压模拟信号，从图的MIA输入到运放中，经过后级电路的处理，R8、R9组成反馈网络。由于MIA是正弦波，当为正时，VT2、VD2导通，outa输出为负，当为负时，VT1、VD1导通，outa输出为正，这样就使得波形反向，所以由R8、R9组成反馈网络从运放U1A的正向输入端引入，就形成了负反馈放大电路。对运放U1A，由“虚短”“虚断”有：

                                                                                              (1)

                            (2)

通过调节R8、R9的值得到需要的电压值，分析图可得，由于有高增益的集成运放作前置级，且R9引入深度负反馈，负反馈可以减小电路产生的非线性失真，因此由晶体管输入特性非线性产生的交越失真也将被大大减小。

Claims (2)

1.一种高压运算放大电路，其特征在于：包括运算放大器电路和与之相连的甲乙类互补对称功率放大电路；

     所述的运算放大器电路包括运放U1A、电阻R2、R3、R8、R9、电容C1和C2，电阻R2的一端为电路输入端，电阻R2的另一端分别与电阻R3的一端、电容C2的一端相连接，电容C2的另一端接地，电阻R3的另一端分别与运放U1A的反向输入端、电容C1的一端相连接，电容C1的另一端与运放U1A的输出端相连接，运放U1A的同向输入端分别与电阻R8、R9的一端相连接，电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接，运放U1A的输出端与甲乙类互补对称功率放大电路相连接；

     所述的甲乙类互补对称功率放大电路包括电阻R10、R6、R4、R13、R5、R11、R1、R14、R7、R12、三极管VT1、VT2、VD1、VD2、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8，电阻R10的一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，R10的另一端与三极管VT2的发射极相连接，三极管VT2的集电极与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端分别与二级管VD2的基极、二极管D7的正极相连接，二极管D7的负极与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极分别与电阻R14、二极管D6的正极和﹣110V电源相连接，电阻R14的另一端与三极管VD2的发射极相连接，三极管VD2的集电极分别与电阻R9的一端、三极管VD1的集电极、二极管D6的负极、二极管D3的正极、电路的输出端outa、电阻R7相连接，电阻R7的另一单与电阻R12相连接，电阻R12的另一端接地，二极管D3的另负极分别与﹢110V电源相连接、电阻R1、二极管D1的正极相连接，电阻R1的另一端与三极管VD1的发射极相连接，二极管D1的负极与二极管D2正极相连接，二极管D2的负极分别与三极管VD1的基极、电阻R4的一端相连接，电阻R4另一端与三极管VT1的集电极相连接，三极管VT1的发射极与电阻R6的一端相连接,电阻R6的另一端与运算放大器电路中运放U1A的输出端相连接，三极管VT1的基极分别与电阻R5和二极管D4的正极相连接，D4的负极分别接地、与D5的正极相连接，D5的负极分别与三极管VT2的基极、电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端接电源。

2.根据权利要求1所述的高压运算放大电路，其特征在于：所述的运放U1A的型号为OP2117。