CN2586288Y

CN2586288Y - 高压电子波形发生器

Info

Publication number: CN2586288Y
Application number: CN 02263541
Authority: CN
Inventors: 刘小宁; 杨雷; 廖燕川; 成荣昌
Original assignee: Institute of Plasma Physics of CAS
Current assignee: Institute of Plasma Physics of CAS
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2003-11-12
Anticipated expiration: 2012-08-02

Abstract

本实用新型提供一种可以产生高达1000V的电子波形发生装置。通常使用的电子波形发生器，输出的波形电压一般不超过正负10V，只能用于弱电领域。本实用新型以常规波形发生器为基准信号源，采用高压波形输出端电压负反馈，控制一对场效应管的通断，驱动两个串联的等值高压直流电源向电容器充放电，从而产生与基准波形几近一致的高压电子波形。本实用新型由基准波形发生电路、负反馈控制电路以及高压波形输出电路组成，可满足各行各业在试验、检测、加工等方面对高电压三角波、锯齿波、方波、正弦波等波形的需要。

Description

高压电子波形发生器

技术领域

本实用新型是一种高压电子波形发生装置，以常规波形发生器为基准信号源，采用高压波形输出端电压负反馈，控制一对金属半导体场效应管MOSFET(以下简称M1、M2)的通断，驱动两个串联的等值高压直流电源，向电容器充放电，从而产生高压电子波形。

背景技术

通常使用的电子波形发生器大多采用电子振荡或者电子开关的方式，由于电路本身的结构和电源电压的限制，输出的波形电压一般不超过正负10V，只能用于弱电领域。随着科学技术的发展，低压波形发生器已经远远不能满足当前科学研究、技术创新、生产加工的需求，迫切需要输出电压高、功率大的高压电子波形发生装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种简单、实用、可靠的电压高、功率大的电子高压波形发生装置，以满足各行各业在试验、检测、加工等方面对高电压三角波、锯齿波、方波、正弦波等波形的需要。

本实用新型由基准波形发生电路、负反馈控制电路以及高压波形输出电路三大部分组成，电原理总图见图4。

1、基准波形发生电路由压控波形发生芯片IC及外围电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C11、C12、二极管D组成(见图1)。芯片IC的管脚8为输出频率控制，调节与其相联的可调分压电阻R11可以改变输出波形的频率。管脚4与5为波形占空比控制，占空比由与4、5两端相联的等值电阻R14、R15串联的可调分压电阻R16改变。管脚5以可调电阻R13与负10V电源联接，用来稳定占空比。管脚12外接可调电阻R17至负10V，用于减小波形变形。管脚10外接电容C12至负10V，用于产生三角波形。管脚9为方波输出端；管脚3为三角波输出端，当占空比不等于1时，可输出锯齿波；管脚2为正弦波输出端。管脚2、3、9外接开关kr、Kt、Ks，用于选择输出的基准波形。

2、负反馈控制电路由运算放大器A1、A2、电阻R21、R22、R23、R24、R25、电容C21及光电耦合器TIL1、TIL2组成(见图2)。A1及分压耦合电阻R22、R23作为负反馈电压跟踪器，Vbf为负反馈形电压输入处；A2及输入电阻R21、偏流电阻R24作为基准波形电压与反馈波电压比较的减法器，Vref为基准电压波形输入处。负反馈信号经A1处理后，再与基准信号同时进入A2，产生差值信号并放大，经并联的电阻R25与电容C21，形成光电耦合器TIL1、TIL2的控制信号Vc，Vc＝R24*(Vbf/R22-Vref/R21)。当Vref-Vbf＜0时，Vc为正，TIL1导通，TIL2截止，TIL1输出端Vc1，为正电压，Vc2端为零。当Vref-Vbf＞0时，Vc为负，TIL2导通，TIL1截止，TIL2输出端Vc2为正电压，Vc1端为零。当Vref-Vbf＝0时，Vc1、Vc2端电压均为零。

3、高压波形输出电路由电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、电容C31、C32、C33、场效应管M1、M2及直流电压电源Dc1、Dc2组成(见图1)。Vc1、Vc2为负反馈控制电路信号输入端，C33两端为高压电子波形输出端，负反馈波形电压信号由与电容C33并联的电阻R39和可调电阻R30串联处Vbf取出，调节R30可以改变负反馈电压的大小。电阻R31、R32、R33及电容C31组成Vc1端分压电路，分压信号由R32与R33相联处接出至M1栅极。当Vc1端为正，Vc2为零时，分压信号控制M1导通，M2截止，电源DC1对电容C33放电，C33两端输出波形电压降低。电阻R34、R35、R36及电容C32组成Vc2端分压电路，分压信号由R35与R36相联处接出至M2栅极。当Vc2端为正，Vc1为零时，分压信号控制M2导通，M1截止，电源DC2对电容C33充电，C33两端输出波形电压升高。当Vc1、Vc2端均为零时，M1，M2截止，C3两端电压保持不变。R37、R39为电容C33充放电限流电阻。输出电压降低时，负反馈信号经负反馈控制电路作用促使其升高；反之，输出电压升高时，负反馈信号又使其再度降低。如此循环往复，在电容C33两端即可得到与基准波形几近相同的高压波形。直流电压源DC1与DC2电压相等，输出波形峰值电压的大小，由二者电压的高低决定。

本实用新型特点在于：采用常规基准波形发生器，使波形的产生简单、可靠；采用场效应管控制高压直流电源对电容充放电，使输出波形的电压大幅度提升成为可能；采用负反馈控制电路，使输出的高压波形得以产生并与基准波形基本一致。

附图说明

图1为基准波形发生电路的电原理图。图2为负反馈控制电路的电原理图。图3为高压波形输出电路的电原理图。图2中的Vref与图1中的Vref相联接，图2中的Vc1，Vc2端与图3中的Vc1，Vc2端相联接。图2及图3中的0接地处为向光电耦合器TIL2提供15V电压的电源接地处，与其他公共接地处不相联接。图4为电原理总图。

具体实施方式

实例一：本实用新型基准波形发生电路的芯片选用大规模集成块ICL8038，电源电压正负10V；负反馈控制电路的光电耦合器选用光电隔离管TIL117，电源电压正15V；高压波形输出电路的直流电源DC1、DC2电压均为1200V。输出波形峰值电压1000V，频率2kHz。

Claims

1、一种电子波形发生器，其特征在于：它由基准波形发生电路、负反馈控制电路以及高压波形输出电路三大部分组成，

(1)、基准波形发生电路由压控波形发生芯片IC及外围电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C11、C12、二极管D组成，芯片IC的管脚8为输出频率控制，调节与其相联的可调分压电阻R11可以改变输出波形的频率，管脚4与5为波形占空比控制，占空比由与4、5两端相联的等值电阻R14、R15串联的可调分压电阻R16改变，管脚5以可调电阻R13与负10V电源联接，用来稳定占空比，管脚12外接可调电阻R17至负10V，用于减小波形变形，管脚10外接电容C12至负10V，用于产生三角波形。管脚9为方波输出端；管脚3为三角波输出端，当占空比不等于1时，可输出锯齿波；管脚2为正弦波输出端，管脚2、3、9外接开关Kr、Kt、Ks，用于选择输出的基准波形；

(2)、负反馈控制电路由运算放大器A1、A2、电阻R21、R22、R23、R24、R25、电容C21及光电耦合器TIL1、TIL2组成，A1及分压耦合电阻R22、R23作为负反馈电压跟踪器，Vbf为负反馈电压输入处；A2及输入电阻R21、偏流电阻R24作为基准波形电压与反馈波形电压比较的减法器，Vref为基准电压波形输入处，负反馈信号经A1处理后，再与基准信号同时进入A2，产生差值信号并放大，经并联的电阻R25与电容C21，形成光电耦合器TIL1、TIL2的控制信号Vc，Vc＝R24^*(Vbf/R22-Vref/R21)；

(3)、高压波形输出电路由电阻R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、电容C31、C32、C33、场效应管M1、M2及直流电压电源DC1、DC2组成，Vc1、Vc2为负反馈控制电路信号输入端，C33两端为高压电子波形输出端，负反馈波形电压信号由与电容C33并联的电阻R39和可调电阻R30串联处Vbf取出，调节R30可以改变负反馈电压的大小，电阻R31、R32、R33及电容C31组成Vc1端分压电路，分压信号由R32与R33相联处接出至M1栅极。电阻R34、R35、R36及电容C32组成Vc2端分压电路，分压信号由R35与R36相联处接出至M2栅极，R37、R39为电容C33充放电限流电阻，直流电压源DC1与DC2电压相等，输出波形峰值电压的大小，由二者电压的高低决定。