CN206099774U - 一种调频正弦波功率电源电路 - Google Patents

Abstract

一种调频正弦波功率电源电路，属于电源设计技术领域。为了解决电源输出过电流、过电压对电源电路造成损坏的问题。包括波形生成电路、滤波放大电路、功率放大电路、过流保护电路和幅度调节电路；波形生成电路产生正弦波信号，所述正弦波信号输入至滤波放大电路，经滤波放大电路放大滤波后输出滤波信号，所述滤波信号输入至功率放大电路，经功率放大电路放大后输出正弦波放大信号，所述正弦波放大信号用于供给负载，输出的正弦波放大信号还输入至过流保护电路，经过流保护电路比较后输出过流保护信号，所述过流保护信号输入至幅度调节电路，经幅度调节电路转换成基准电压控制信号，所述基准电压控制信号输入至波形生成电路的控制端。

Description

一种调频正弦波功率电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路，特别涉及一种调频正弦波功率电源电路，属于电源设计技术领域。

背景技术

目前正弦波电源大多通过PWM(脉冲宽度调制)、SPWM电路输出正弦波，PWM是通过改变方波占空比来等效输出电压，SPWM就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样输出波形经过适当的滤波就可以做到正弦波输出，但通过这两种方式产生正弦波并不是纯正的正弦波，只是等效的准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波等等)，这种正弦波仍然是由折线构成，属于方波范畴，连续性不好。而且通过这种方式制作的电源带负载能力差，无法携带感性负载等，容易对电源本身造成损害。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决电源输出过电流、过电压对电源电路造成损坏的问题，本实用新型提供一种调频正弦波功率电源电路。

本实用新型的一种调频正弦波功率电源电路，包括波形生成电路、滤波放大电路和功率放大电路，所述电源电路还包括过流保护电路和幅度调节电路；

波形生成电路产生正弦波信号，所述正弦波信号输入至滤波放大电路，经滤波放大电路放大滤波后输出滤波信号，所述滤波信号输入至功率放大电路，经功率放大电路放大后输出正弦波放大信号，所述正弦波放大信号用于供给负载，输出的正弦波放大信号还输入至过流保护电路，经过流保护电路比较后输出过流保护信号，所述过流保护信号输入至幅度调节电路，经幅度调节电路转换成基准电压控制信号，所述基准电压控制信号输入至波形生成电路的控制端。

优选的是，所述波形生成电路包括标准正弦波产生电路、DA转换电路、电位器和基准电压源；

基准电压源输出的电压通过电位器为DA转换电路提供基准电压，标准正弦波产生电路输出的多个正弦波点经DA转换电路转换为模拟的正弦波信号输出。

优选的是，所述电位器为马达电位器，所述幅度调节电路采用马达实现。

优选的是，所述过流保护电路包括电流测量电路、比较电路、NPN型三极管、开关二极管和继电器；

功率放大电路的正弦波放大信号输入至电流测量电路，电流测量电路将正弦波放大信号转换为电压信号输入至比较电路的正相信号输入端，过流保护整定值输入至比较电路的反相信号输入端，比较电路输出的信号输入至NPN型三极管的基极；NPN型三极管的集电极接供电电源地，开关二极管和继电器J1并联后一端接供电电源的正极。

优选的是，所述幅度调节电路包括马达、升压按键S1、降压按键S2和两个马达供电电源；

第一个马达供电电源的负极与降压按键S2的一端连接，降压按键S2的另一端和升压按键S1的一端同时与马达的正极连接，升压按键S1的另一端与继电器J1的常闭触点J1-2的一端连接，继电器J1的常闭触点J1-2的另一端与第二马达供电电源的正极连接，第二马达供电电源的负极和第一个马达供电电源的正极同时与马达的负极连接，继电器J1的常开触点J1-1并联在降压按键S2的两端；当过流保护电路继电器导通，继电器J1的常开触点J1-1闭合、继电器J1的常闭触点J1-2断开。

本实用新型的有益效果在于，本实施方式设置过流保护电路进行过流保护，防止输出的过电流、过电压对电源电路造成损坏，同时还提供过流保护电路和幅度调节电路，通过控制马达的正转和反转控制波形生成电路的基准电压，进而达到升压或降压，实现自动保护的功能。

附图说明

图1为具体实施方式中一种调频正弦波功率电源电路的原理示意图。

图2为具体实施方式中单片机电路的电气连接示意图。

图3为具体实施方式中过流保护电路的电气连接示意图。

图4为具体实施方式中幅度调节电路的电气连接示意图。

具体实施方式

本实施方式的一种调频正弦波功率电源电路，包括波形生成电路、滤波放大电路和功率放大电路，所述电源电路还包括过流保护电路和幅度调节电路；

波形生成电路产生正弦波信号，所述正弦波信号输入至滤波放大电路，经滤波放大电路放大滤波后输出滤波信号，所述滤波信号输入至功率放大电路，经功率放大电路放大后输出正弦波放大信号，所述正弦波放大信号用于供给负载，输出的正弦波放大信号还输入至过流保护电路，经过流保护电路比较后输出过流保护信号，所述过流保护信号输入至幅度调节电路，经幅度调节电路转换成基准电压控制信号，所述基准电压控制信号输入至波形生成电路的控制端。

本实施方式中，如图1所示，幅度调节电路实现电源电路输出电压的幅值可调，通过过流保护电路连接到幅度调节电路形成电源电路的闭环控制。

滤波放大电路是将正弦波信号进行滤波放大，使信号波形趋于平滑，最后通过功率放大电路将滤波信号放大输出作为电源电路的输出，本实施方式的功率放大电路由APEX公司的PA52芯片构成的负反馈电路实现，采用±48V电源供电。本实施方式通过过流保护电路防止输出过电流、过电压对电源电路造成损坏。

优选实施例中，波形生成电路包括标准正弦波产生电路、DA转换电路、电位器和基准电压源；

基准电压源输出的电压通过电位器为DA转换电路提供基准电压，标准正弦波产生电路输出的多个正弦波点经DA转换电路转换为模拟的正弦波信号输出。

如图2所示，本实施方式的标准正弦波产生电路通过芯片89C55实现、DA转换电路通过芯片MAX5312实现，产生正弦波信号。

标准正弦波产生电路输出多个正弦波点通过DA转换电路将数字量转换为模拟量输出，通过设定标准正弦波产生电路的定时中断时间来控制正弦波点的频率在10Hz到10kHZ可调。

芯片MAX5312为12位双极性串行数模转换器，其输入参考端通过+10V精密基准电压源REF02和电位器为其提供的基准电压，其输出电压范围与参考电压的输入代码之间的关系为：

其中，CODE CODE为12位的DA输入数据，V_REF为参考电压。CODE码为最大数值的正弦波编码，幅值通过电位器调节V_REF大小确定，保证输出的正弦波形具有高分辨率。

本实施方式的电位器在图2中的电阻R5。

优选实施例中，本实施方式的电位器为马达电位器，幅度调节电路采用马达实现。

通过马达的正转或反转调节马达电位器的可变端滑动，调节电阻R5数值的大小，改变DA转换电路的基准电压，进而改变输出正弦波信号的幅值，实现过流过压保护。

优选实施例中，过流保护电路包括电流测量电路、比较电路、NPN型三极管、开关二极管和继电器；

功率放大电路的正弦波放大信号输入至电流测量电路，电流测量电路将正弦波放大信号转换为电压信号输入至比较电路的正相信号输入端，过流保护整定值输入至比较电路的反相信号输入端，比较电路输出的信号输入至NPN型三极管的基极；NPN型三极管的集电极接供电电源地，开关二极管和继电器J1并联后一端接供电电源的正极。

如图3所述，本实施方式的电流测量电路采用芯片CHD-50F型霍尔电流测量模块实现，将电流转化为0-5V电压信号。所述过流保护整定值通过电阻R1和可变电阻R2分压获得；本实施方式的比较电路包括比较器LM311、电阻R3和电阻R4，如图3所示，转化的电压信号和过流保护整定值通过比较器LM311进行比较，一旦转化的电压信号大于过流保护整定值，比较器输出高电平，驱动NPN型三极管9013，继电器J1导通，相当于输出过流保护信号。

优选实施例中，幅度调节电路包括马达A、常开触点K1、常闭触点K2、升压按键S1、降压按键S2和两个马达供电电源；

第一个马达供电电源的负极与降压按键S2的一端连接，降压按键S2的另一端和升压按键S1的一端同时与马达的正极连接，升压按键S1的另一端与继电器J1的常闭触点J1-2的一端连接，继电器J1的常闭触点J1-2的另一端与第二马达供电电源的正极连接，第二马达供电电源的负极和第一个马达供电电源的正极同时与马达的负极连接，继电器J1的常开触点J1-1并联在降压按键S2的两端；当过流保护电路继电器导通，继电器J1的常开触点J1-1闭合、继电器J1的常闭触点J1-2断开。

如图4所示，本实施方式的幅度调节电路采用马达实现，图4中A为马达电位器的控制马达，本实施方式的马达供电电源为24V供电电源，通过改变24V供电电源极性实现马达A旋转方向变化。按下升压按键S1，马达A正向旋转使电阻R5数值增大，电源电路输出电压提高。按下降压按键S2，马达A反向旋转使电阻R5数值减小，电源电路输出电压降低。

继电器J1导通时，继电器J1的常开触点J1-1闭合，使马达A反向旋转，电源电路输出电压下降，一直到测量信号小于过流保护整定值时停止。同时，继电器J1的常闭触点J1-2断开，防止马达A正向旋转误操作。通过上述原理，实现了过流自动保护功能。通过马达电位器调节，避免电源输出电压与电流的突变，可有效防止电源负荷容性和感性负载时出现过电压。

Claims (5)

1.一种调频正弦波功率电源电路，包括波形生成电路、滤波放大电路和功率放大电路，其特征在于，所述电源电路还包括过流保护电路和幅度调节电路；

波形生成电路产生正弦波信号，所述正弦波信号输入至滤波放大电路，经滤波放大电路放大滤波后输出滤波信号，所述滤波信号输入至功率放大电路，经功率放大电路放大后输出正弦波放大信号，所述正弦波放大信号用于供给负载，输出的正弦波放大信号还输入至过流保护电路，经过流保护电路比较后输出过流保护信号，所述过流保护信号输入至幅度调节电路，经幅度调节电路转换成基准电压控制信号，所述基准电压控制信号输入至波形生成电路的控制端。

2.根据权利要求1所述的一种调频正弦波功率电源电路，其特征在于，所述波形生成电路包括标准正弦波产生电路、DA转换电路、电位器和基准电压源；

基准电压源输出的电压通过电位器为DA转换电路提供基准电压，标准正弦波产生电路输出的多个正弦波点经DA转换电路转换为模拟的正弦波信号输出。

3.根据权利要求2所述的一种调频正弦波功率电源电路，其特征在于，所述电位器为马达电位器，所述幅度调节电路采用马达实现。

4.根据权利要求2所述的一种调频正弦波功率电源电路，其特征在于，所述过流保护电路包括电流测量电路、比较电路、NPN型三极管、开关二极管和继电器；

功率放大电路的正弦波放大信号输入至电流测量电路，电流测量电路将正弦波放大信号转换为电压信号输入至比较电路的正相信号输入端，过流保护整定值输入至比较电路的反相信号输入端，比较电路输出的信号输入至NPN型三极管的基极；NPN型三极管的集电极接供电电源地，开关二极管和继电器J1并联后一端接供电电源的正极。

5.根据权利要求4所述的一种调频正弦波功率电源电路，其特征在于，所述幅度调节电路包括马达、升压按键S1、降压按键S2和两个马达供电电源；

第一个马达供电电源的负极与降压按键S2的一端连接，降压按键S2的另一端和升压按键S1的一端同时与马达的正极连接，升压按键S1的另一端与继电器J1的常闭触点J1-2的一端连接，继电器J1的常闭触点J1-2的另一端与第二马达供电电源的正极连接，第二马达供电电源的负极和第一个马达供电电源的正极同时与马达的负极连接，继电器J1的常开触点J1-1并联在降压按键S2的两端；当过流保护电路继电器导通，继电器J1的常开触点J1-1闭合、继电器J1的常闭触点J1-2断开。