由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電子工業(yè)及環(huán)保等領(lǐng)域里光纖傳感、充電裝置、測量儀器、環(huán)境監(jiān)測等儀器設(shè)備中的由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路、脈沖輸出電路，脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路與脈沖輸出電路連接，輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接。本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低、效率高、重復(fù)頻率變化范圍大、可放大輸出雙極性脈沖、輸出脈沖幅度高，易于小型化或模塊化設(shè)計，方便用戶使用。
【專利說明】由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電子工業(yè)及環(huán)保等領(lǐng)域里光纖傳感、充電裝置、測量儀器、環(huán)境監(jiān)測等儀器設(shè)備中的由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，各種脈沖電源的應(yīng)用越來越廣泛，除單極性脈沖輸出外，市場對雙極性脈沖輸出的需求越來越大，且要求有較高的輸出脈沖幅度及重復(fù)頻率。為達到相關(guān)指標要求，此類脈沖電源往往制作體積較大，成本高、效率較低，實際使用很不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)實的應(yīng)用和市場需求情況，本發(fā)明提供了一種電路結(jié)構(gòu)簡單、效率高、重復(fù)頻率變化范圍大、可輸出正負脈沖且脈沖幅度較高等特點的由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是:一種由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，其特征在于:包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路、脈沖輸出電路，所述脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路與脈沖輸出電路連接，所述輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接；
所述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ；
所述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極；
所述驅(qū)動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連；
所述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、R10、R11、R12的另一端相連后，分別接驅(qū)動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低、效率高、重復(fù)頻率變化范圍大、可放大輸出雙極性脈沖、輸出脈沖幅度高，易于小型化或模塊化設(shè)計，方便用戶使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的電路連接框圖；
圖2為本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0007]如圖1、2所示，一種由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路、脈沖輸出電路，脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路與脈沖輸出電路連接，輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接。
[0008]上述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ；
上述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極；
上述驅(qū)動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連；
上述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、R10、R11、R12的另一端相連后，分別接驅(qū)動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo ；
該脈沖放大電路主要由輸入控制、輸出控制及反饋、驅(qū)動及輸出等部分組成，該電路全部由分立元器件構(gòu)成。電路通過對輸入的雙極性脈沖方波信號進行極性判定，開通或截斷相關(guān)脈沖極性通道，同時通過輸出反饋，控制當前輸出的極性通道，最終通過高壓驅(qū)動輸出完成對輸入正負脈沖方波信號幅度放大的目的。另外，在允許范圍內(nèi)也可調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度。該電路的核心器件十二個三極管，主要特點是反壓高、工作電流大、漏流小(<20nA)、高頻特性好(fT>IOOMHz)。電路整體結(jié)構(gòu)簡單，耗能小，重復(fù)頻率高，輸出脈沖波形好，最大單極性輸出脈沖幅度可達150V (本電路最大為100V左右)。
[0009]為提高電路性能，選用噪聲低、溫漂小、高頻特性好的元器件。所有元器件可采用貼片封裝，以減小外形尺寸。
[0010]工作原理
在脈沖輸入控制電路中，三極管Tl和T2主要完成對輸入脈沖方波信號極性的判定。當輸入為正脈沖方波時，三極管Tl開啟，三極管T2關(guān)閉；而當輸入為負脈沖方波時，三極管T2開啟，三極管Tl關(guān)閉。
[0011]在輸出控制及反饋電路中，當輸入為正脈沖方波時，三極管T3導通，進而開通正脈沖放大通道，同時三極管T4截止，進而關(guān)斷負脈沖放大通道；當輸入為負脈沖方波時，三極管T4導通，進而開通負脈沖放大通道，同時三極管T3截止，進而關(guān)斷正脈沖放大通道。另夕卜，通過電阻R13、R14、R15和電容Cl等組成的輸出延時采樣反饋，控制關(guān)閉當前輸出的極性通道。
[0012]在驅(qū)動及保護電路和脈沖輸出電路中，當輸入為正脈沖方波時，三極管T7導通，進而驅(qū)動由三極管T9和Tll組成的復(fù)合管飽和導通，輸出高壓正脈沖方波，同時三極管T8截止，進而由三極管TlO和T12組成的復(fù)合管關(guān)閉截止；當輸入為負脈沖方波時，三極管T8導通，進而驅(qū)動由三極管TlO和T12組成的復(fù)合管飽和導通，輸出高壓負脈沖方波，同時三極管T7截止，進而由三極管T9和Tll組成的復(fù)合管關(guān)閉截止。
[0013]高速雙二極管D3、D4的作用是限制最大輸出脈沖電流和輸出保護。電阻R9、R10、R1UR12為均流電阻。
【權(quán)利要求】
1.一種由分立件構(gòu)成的雙極性高壓脈沖輸出的放大電路，其特征在于:包括脈沖輸入控制電路、輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路、脈沖輸出電路，所述脈沖輸入控制電路分別通過輸出控制及反饋電路、驅(qū)動及保護電路與脈沖輸出電路連接，所述輸出控制及反饋電路與脈沖輸出電路連接； 所述脈沖輸入控制電路中，三極管Tl基極與三極管T2的基極相連并接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接電阻R18的一端，并與脈沖輸入端Vi連接，電阻R18的另一端接地GND，三極管Tl的發(fā)射極通過電阻R2接三極管T2的集電極并與負供電電源-V相連，三極管T2的發(fā)射極通過電阻Rl接三極管Tl的集電極并與正供電電源+V相連，電容C2的一端與正供電電源+V相連，電容C2的另一端接地GND，電容C3的一端與負供電電源-V相連，電容C3的另一端接地GND ； 所述輸出控制及反饋電路中，二極管Dl的正極接脈沖輸入控制電路中三極管T2的發(fā)射極，二極管D2的負極接脈沖輸入控制電路中三極管Tl的發(fā)射極，二極管Dl的負極接三極管T3的基極，二極管D2的正極接三極管T4的基極，三極管T5的基極和集電極相連后與三極管T3的集電極相連，三極管T5的發(fā)射極通過電阻R3與正供電電源+V相連，三極管T6的基極和集電極相連后與三極管T4的集電極相連，三極管T6的發(fā)射極通過電阻R4與負供電電源-V相連，電阻R13與電阻R14并聯(lián)，電阻R15與電容Cl并聯(lián)，電阻R13的一端接電阻R15的一端，并與電阻R5和R6的一端相連，電阻R15的另一端接地GND，電阻R5的另一端接三極管T3的發(fā)射極，電阻R6的另一端接三極管T4的發(fā)射極； 所述驅(qū)動及保護電路中，三極管T7的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T3的集電極，三極管T7的發(fā)射極通過電阻R7與正供電電源+V相連，三極管T8的基極接輸出控制及反饋電路中三極管T4的集電極，三極管T8的發(fā)射極通過電阻R8與負供電電源-V相連，高速雙二極管D3的公共端COM與高速雙二極管D4的公共端COM相連，高速雙二極管D3的陽極A接三極管T7的集電極，高速雙二極管D3的陰極K接三極管T8的集電極，高速雙二極管D4的陽極A與陰極K相連； 所述脈沖輸出電路中，三極管T9和Tll的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T7的集電極，三極管T9和Tll的集電極相連后接正供電電源+V，三極管T9和Tll的發(fā)射極分別接電阻R9和電阻Rll的一端，三極管TlO和T12的基極相連后接驅(qū)動及保護電路中三極管T8的集電極，三極管TlO和T12的集電極相連后接負供電電源-V，三極管TlO和T12的發(fā)射極分別接電阻RlO和電阻R12的一端，電阻R9、R10、R11、R12的另一端相連后，分別接驅(qū)動及保護電路中高速二極管D4的陽極A、輸出控制及反饋電路中電阻R13的另一端、電阻R16的一端，電阻R16的另一端接脈沖輸出端Vo。
【文檔編號】H02M9/00GK103715936SQ201310702584
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉申, 李然, 周末夢 申請人:東文高壓電源（天津）有限公司