CN217563553U - 一种直流转交流功率电路拓扑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了功率放大领域的一种直流转交流功率电路拓扑结构，包括DC/DC隔离变换电路、可编程调频电路以及可编程调幅放大电路；可编程调频电路包括稳频电路与积分电路，可编程调幅放大电路包括输入电路、运算放大电路及功率放大电路；DC/DC隔离变换电路对直流输入隔离变换，积分电路用于产生正弦交流信号并通过可调电容、可调电阻对正弦交流信号可编程调频；正弦交流信号输出到运算放大电路，运算放大电路通过可变电阻对正弦交流信号可编程调幅，并输出到功率放大电路。本实用新型提高了功率变换电路的抗干扰能力，实现了功率放大电路的输出幅值0V至最大电压动态输出，在系统过负载运行时动态调整功率范围，提高了功率放大电路的工作可靠性。

Description

一种直流转交流功率电路拓扑结构

技术领域

本实用新型涉及功率放大领域，具体是一种直流转交流功率电路拓扑结构。

背景技术

直流转交流功率放大电路一种高电压、大电流型放大器，是驱动阻性、感性和容性负载的关键电路之一，可广泛应用于坦克和火炮的随动控制系统，车载、舰载等系统的伺服控制平台，导弹的导引系统以及航天、航空、船舶等控制系统等。目前系统应用的放大电路典型拓扑如图1所示。输入信号为固定的频率进行晶振分频所得的对称方波，输入电路用于输入信号与选频器、稳幅电路之间匹配；选频器为窄带有源滤波器，对称方波经选频器后变成对应频率的正弦波；功放是典型的运放型OTL电路，由运放器经扩流扩压电路组成；稳幅电路为了稳定输出幅度的稳定而设计的，功能类似于闭环负反馈。

上述放大电路的优点是输出精度高、失真度小，但在实际应用过程中，由于采用稳幅电路，输出幅值固定，不适用于负载阻抗变换，因此存在调试不便、电路保护功能不完善、抗干扰等缺点，尤其是针对变化的负载特性，需要研制出具有一定通用性和高可靠灵活性直流转交流功率电路，以便适应于更宽的应用环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流转交流功率电路拓扑结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种直流转交流功率电路拓扑结构，包括DC/DC隔离变换电路、可编程调频电路以及可编程调幅放大电路；所述可编程调频电路主要包括稳频电路与积分电路，所述可编程调幅放大电路主要包括输入电路、运算放大电路及功率放大电路；所述DC/DC隔离变换电路对直流输入隔离变换后输出到所述积分电路，所述积分电路用于产生正弦交流信号并通过可调电容、可调电阻对正弦交流信号可编程调频，所述稳频电路用于对正弦交流信号调整频率稳定度；所述积分电路输出正弦交流信号到所述运算放大电路，运算放大电路通过可变电阻对正弦交流信号可编程调幅，并输出到功率放大电路，所述功率放大电路对正弦交流信号进行电流、电压放大后输出。

在一些实施例中，所述可编程调频电路还包括静电防护电路，所述静电防护电路连接在积分电路的输入端。

在一些实施例中，所述DC/DC隔离变换电路包括滤波电路以及DC/DC隔离变换器，直流输入通过滤波电路去耦滤波后输出到所述DC/DC隔离变换器，DC/DC隔离变换器输出与直流输入相隔离的直流电压信号。

在一些实施例中，所述可编程调幅放大电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路连接在功率放大电路的输出端。

在一些实施例中，所述积分电路通过逻辑门编程连接选频电容阵列、选频电阻阵列。

有益效果：本实用新型提供的一种直流转交流功率电路拓扑结构，通过隔离电源供电转换实现了输出信号与供电隔离，提高了功率变换电路的抗干扰能力，由于本实用新型设计可编程调频、调幅电路结构，实现了功率放大电路的输出幅值0V至最大电压动态输出，在系统过负载运行时动态调整功率范围，提高了功率放大电路的工作可靠性。

附图说明

图1为现有技术放大电路的拓扑原理图；

图2为本实用新型的原理框图；

图3为本实用新型选频电容阵列、选频电容阵列的示意图；

图4为本实用新型运算放大电路可调幅的原理图。

图中：1-DC/DC隔离变换电路；2-可编程调频电路；3-可编程调幅放大电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图2，一种直流转交流功率电路拓扑结构，包括DC/DC隔离变换电路1、可编程调频电路2以及可编程调幅放大电路3。可编程调频电路2包括稳频电路、静电防护电路以及积分电路，可编程调幅放大电路3包括输入电路、运算放大电路及功率放大电路。

其中，DC/DC隔离变换电路1包括滤波电路以及DC/DC隔离变换器，直流输入通过滤波电路去耦滤波后输出到DC/DC隔离变换器，DC/DC隔离变换器输出与直流输入相隔离的直流电压信号。DC/DC隔离变换器输出隔离后的直流供电电压分别到积分电路、运算放大电路与功率放大电路进行供电，实现输入供电与输出交流信号电气隔离。

可编程调频电路2中，积分电路可采用的常规的运放器、电阻、电容的方式实现，如图3所示，积分电路通过逻辑门编程从选频电容阵列、选频电容阵列中分别选取电阻、电容，实现增益的选择切换。例如，图3中选频电容阵列中设置4个电容，分别为C1、C2、C3、C4，选频电阻阵列中设置4个电阻，分别为R1、R2、R3、R4，当编程输入“00”时，选择电容C1、电阻R1；输入“01”时，选择电容C2、电阻R2；输入“10”时，选择电容C3、电阻R3；输入“11”时，选择电容C4、电阻R4。

当积分电路从DC/DC隔离变换器处接收直流电压信号二后，内部积分振荡输出一定频率的正弦交流信号，通过可调电容、可调电阻可以实现对正弦交流信号可编程调频率。稳频电路接收积分电路产生的正弦交流信号，通过幅值钳位实现稳频功能，稳频电路可采用晶振等进行实现，现有技术中存在相关的技术，在此不再阐述。静电防护电路对积分电路的输入结构进行静电防护，由于现有技术中已存在，同样不再解释。

可编程调频电路输出的正弦交流信号通过输入电路滤波后通过运算放大电路进行幅值变换。如图4所示，运算放大电路为主要通过运算放大器构成的同相放大器，运算放大器的正输入端与输入电路的输出端连接，负输入端对地连接电阻R0，与输出端之间并联连接有电容C01以及一个可变电阻，该可变电阻通过可编程电阻阵列实现，例如，当编程输入“00”时，选择电阻R01；当输入“01”时，选择电阻R02；当输入“10”时，选择电阻R03；当输入“11”时，选择电阻R04。假设可变电阻为Rx，则运算放大电路的输出电压Vout＝Vi*(R0+Rx)/R0，该运算放大电路通过可编程控制选择不同阻值的电阻，可以实现选择不同的放大系数，也即实现了交流正弦信号的可编程调幅放大。运算放大电路对正弦交流信号进行幅值变换后连接到功率放大电路，运算放大电路、功率放大电路均与DC/DC隔离变换器的输出连接，接收直流电压信号二，功率放大电路对正弦交流信号进行电流、电压放大后输出，功率放大电路可采用市场上的通用技术实现，不再解释。功率放大电路还与过流保护电路连接，过流保护电路主要用于设置过流点，保护功率放大电路输出负载电流异常时进行关断。

本实用新型设计可编程调频、调幅电路结构，实现了功率放大电路的输出幅值0V至最大电压动态输出，在系统过负载运行时动态调整功率范围，提高了功率放大电路的工作可靠性。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种直流转交流功率电路拓扑结构，其特征在于，包括DC/DC隔离变换电路(1)、可编程调频电路(2)以及可编程调幅放大电路(3)；所述可编程调频电路(2)主要包括稳频电路与积分电路，所述可编程调幅放大电路(3)主要包括输入电路、运算放大电路及功率放大电路；所述DC/DC隔离变换电路(1)对直流输入隔离变换后输出到所述积分电路，所述积分电路用于产生正弦交流信号并通过可调电容、可调电阻对正弦交流信号可编程调频，所述稳频电路用于对正弦交流信号调整频率稳定度；所述积分电路输出正弦交流信号到所述运算放大电路，运算放大电路通过可变电阻对正弦交流信号可编程调幅，并输出到功率放大电路，所述功率放大电路对正弦交流信号进行电流、电压放大后输出。

2.根据权利要求1所述的一种直流转交流功率电路拓扑结构，其特征在于，所述可编程调频电路(2)还包括静电防护电路，所述静电防护电路连接在积分电路的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种直流转交流功率电路拓扑结构，其特征在于，所述DC/DC隔离变换电路(1)包括滤波电路以及DC/DC隔离变换器，直流输入通过滤波电路去耦滤波后输出到所述DC/DC隔离变换器，DC/DC隔离变换器输出与直流输入相隔离的直流电压信号。

4.根据权利要求1所述的一种直流转交流功率电路拓扑结构，其特征在于，所述可编程调幅放大电路(3)还包括过流保护电路，所述过流保护电路连接在功率放大电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的一种直流转交流功率电路拓扑结构，其特征在于，所述积分电路通过逻辑门编程连接选频电容阵列、选频电阻阵列。

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