一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低電壓運(yùn)放電路，尤其涉及一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)如今，隨著電子科技的進(jìn)步，生活中出現(xiàn)了越來越多的電子設(shè)備，而在電子設(shè)備中，放大電路往往是一個(gè)不可缺少的電路，運(yùn)放應(yīng)用極為廣泛，它具有高增益、輸入阻抗大、線性好和可靈活使用等優(yōu)點(diǎn)。一般運(yùn)放的電壓工作環(huán)境在±15V以內(nèi)，當(dāng)需要運(yùn)算放大器輸出值達(dá)到±60V或更高時(shí)，現(xiàn)有的運(yùn)放電路由于其本身設(shè)計(jì)的限制，很難實(shí)現(xiàn)完成這個(gè)任務(wù)。因此一種能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能、能夠使得運(yùn)放不失真且具有很好的精度的運(yùn)算電路，就顯得非常的急迫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)保證運(yùn)放的線性。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，包括雙極性運(yùn)算放大器U2、第一穩(wěn)壓二極管D5、第二穩(wěn)壓二極管D6、NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2 ;所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸入端并聯(lián)反相連接的第一二極管Dl和第二二極管D2，雙極性運(yùn)算放大器U2的正向輸入端通過第一電阻Rl連接輸入信號(hào)；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端與第一穩(wěn)壓二極管D5的正極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極通過第三電阻R3與NPN晶體管Ql的基極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極還通過第四電阻R4與正電源Vb連接；NPN晶體管Ql的集電極與直流電源Vb連接，NPN晶體管Ql的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的一個(gè)電源端連接；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端還與第二穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極連接，穩(wěn)壓二極管D6的正極通過第五電阻R5與PNP晶體管Q2的基極連接，二極管Q6的正極還通過第七電阻R7與負(fù)電源Vb連接，PNP晶體管Q2的集電極與直流負(fù)電源Vb連接，PNP晶體管Q2的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的另一個(gè)電源端連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述低電壓運(yùn)放電路還包括第三二極管D3和第四二極管D4，用于實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)；所述第三二極管D3的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與NPN晶體管Ql的發(fā)射極連接；所述第四二極管D4的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與PNP晶體管Q2的發(fā)射極連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過第二電阻R2與高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路的輸出端形成反饋電路。
[0008]進(jìn)一步地，所述NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2的基極和集電極之間分別設(shè)有第一電容Cl和第二電容C2，用于消除電路中的高頻信號(hào)。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一穩(wěn)壓二極管D5和第二穩(wěn)壓二極管D6采用的是HZ9B3。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]本實(shí)用新型通過合理地結(jié)合雙極性運(yùn)算放大器U2、穩(wěn)壓二極管和三極管，實(shí)現(xiàn)了無論輸出電壓是高壓還是低壓，都能確保運(yùn)算放大器的供電電壓在其工作電壓范圍內(nèi)，且保證了運(yùn)算放大器的線性性。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例作詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍作出更為清楚明確的界定。
[0014]本實(shí)用新型中，所述第一穩(wěn)壓二極管D5和第二穩(wěn)壓二極管D6采用的是HZ9B3，穩(wěn)壓管一HZ9B3的穩(wěn)壓在9V左右，所述運(yùn)算放大器U2采用的是運(yùn)放IC一0PA627，其工作電壓為 ±18V ;
[0015]如圖1所示，一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，包括雙極性運(yùn)算放大器U2、第一穩(wěn)壓二極管D5、第二穩(wěn)壓二極管D6、NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2 ;所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸入端并聯(lián)反相連接的第一二極管Dl和第二二極管D2，二極管Dl和二極管D2用于限制輸入差模電壓，雙極性運(yùn)算放大器U2的正向輸入端通過第一電阻Rl連接輸入信號(hào)；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端與第一穩(wěn)壓二極管D5的正極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極通過第三電阻R3與NPN晶體管Ql的基極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極還通過第四電阻R4與正電源Vb連接；NPN晶體管Ql的集電極與直流電源Vb連接，NPN晶體管Ql的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的一個(gè)電源端連接；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端還與第二穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極連接，穩(wěn)壓二極管D6的正極通過第五電阻R5與PNP晶體管Q2的基極連接，二極管Q6的正極還通過第七電阻R7與負(fù)電源Vb連接，PNP晶體管Q2的集電極與直流負(fù)電源Vb連接，PNP晶體管Q2的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的另一個(gè)電源端連接；所述NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2的基極和集電極之間分別設(shè)有第一電容Cl和第二電容C2，用于消除電路中的高頻信號(hào)。
[0016]在本實(shí)用新型中，所述低電壓運(yùn)放電路還包括第三二極管D3和第四二極管D4，用于實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)功能；所述第三二極管D3的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與NPN晶體管Ql的發(fā)射極連接；所述第四二極管D4的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與PNP晶體管Q2的發(fā)射極連接。
[0017]所述雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過通過第二電阻R2與高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路的輸出端形成反饋電路。
[0018]下面結(jié)合上述內(nèi)容和圖1分析在輸出高電壓時(shí)(正負(fù)60V以上)，運(yùn)算放大器能否正常工作；
[0019]當(dāng)輸出OV時(shí):第一穩(wěn)壓二極管D5和第二穩(wěn)壓二極管D6導(dǎo)通
[0020]①點(diǎn)的電壓為+9V，②點(diǎn)電壓為+9V-0.7V ^ +9V ；
[0021 ] ③點(diǎn)的電壓為-9V，④點(diǎn)的電壓為-9V+0.7V ^ -9V ；
[0022]上述的9V是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，所述的0.7V是普通三極管Vbe之間的壓降；
[0023]運(yùn)算放大器U2的絕對(duì)電壓工作范圍為I②-④I =18V，在其工作電壓范圍內(nèi)。
[0024]當(dāng)輸出60V時(shí):
[0025]①點(diǎn)的電壓60V+9V=69V，②點(diǎn)電壓為69V-0.7V ~ 69V ；
[0026]③點(diǎn)的電壓為60V_9V=51V，④點(diǎn)的電壓為51V+0.7V ^ 51V ；
[0027]運(yùn)算放大器U2的絕對(duì)電壓工作范圍為I②-④I =18V，在其工作電壓范圍內(nèi)。
[0028]同理，當(dāng)輸出為-60V時(shí):
[0029]運(yùn)算放大器U2的絕對(duì)電壓工作范圍為I②-④I =18V，在其工作電壓范圍內(nèi)。
[0030]由上可知，本實(shí)用新型的低電壓運(yùn)放電路，無論輸出電壓的高低，運(yùn)算放大器都能正常工作。
[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】之一，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其特征在于:包括雙極性運(yùn)算放大器U2、第一穩(wěn)壓二極管D5、第二穩(wěn)壓二極管D6、NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2 ;所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸入端并聯(lián)反相并聯(lián)的第一二極管Dl和第二二極管D2，雙極性運(yùn)算放大器U2的正向輸入端通過第一電阻Rl連接輸入信號(hào)；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端與第一穩(wěn)壓二極管D5的正極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極通過第三電阻R3與NPN晶體管Ql的基極連接，穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極還通過第四電阻R4與正電源Vb連接；NPN晶體管Ql的集電極與直流電源Vb連接，NPN晶體管Ql的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的一個(gè)電源端連接；所述雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端還與第二穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極連接，穩(wěn)壓二極管D6的正極通過第五電阻R5與PNP晶體管Q2的基極連接，穩(wěn)壓二極管Q6的正極還通過第七電阻R7與負(fù)電源Vb連接，PNP晶體管Q2的集電極與直流負(fù)電源V b連接，PNP晶體管Q2的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的另一個(gè)電源端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其特征是:所述低電壓運(yùn)放電路還包括第三二極管D3和第四二極管D4，用于實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)；所述第三二極管D3的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與NPN晶體管Ql的發(fā)射極連接；所述第四二極管D4的正極與雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端連接，其負(fù)極與PNP晶體管Q2的發(fā)射極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其特征是:所述雙極性運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過第二電阻R2與高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路的輸出端形成反饋電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其特征是:所述NPN晶體管Ql和PNP晶體管Q2的基極和集電極之間分別設(shè)有第一電容Cl和第二電容C 2，用于消除電路中的高頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，其特征是:所述第一穩(wěn)壓二極管D5和第二穩(wěn)壓二極管D6采用的是HZ9B3。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種在高電壓環(huán)境下工作的低電壓運(yùn)放電路，包括雙極性運(yùn)算放大器U2、第一穩(wěn)壓二極管D5、第二穩(wěn)壓二極管D6、NPN晶體管Q1和PNP晶體管Q2；雙極性運(yùn)算放大器U2的正向輸入端通過第一電阻R1連接輸入信號(hào)；雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端通過正接的第一穩(wěn)壓二極管D5與NPN晶體管Q1的基極連接，NPN晶體管Q1的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的一個(gè)電源端連接；雙極性運(yùn)算放大器U2的輸出端通過反接的第二穩(wěn)壓二極管D6與PNP晶體管Q2的基極連接，PNP晶體管Q2的發(fā)射極與雙極性運(yùn)算放大器U2的另一個(gè)電源端連接。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)無論輸出電壓是高壓還是低壓，都能確保運(yùn)算放大器的供電電壓在其工作電壓范圍內(nèi)。
【IPC分類】H03F3-45
【公開號(hào)】CN204597904
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520399705
【發(fā)明人】李兆明, 錢衛(wèi)東, 殷飛
【申請(qǐng)人】蘇州索拉科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日