電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及脈沖功率電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種電容充電電源，具體涉及一種用于電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)直流電源是向接近固定的負(fù)載提供預(yù)定的輸出電壓或電流。而隨著脈沖功率電子的快速發(fā)展，電容充電電源(CCPS，Capacitor Charging Power Supply)得到了廣泛的應(yīng)用。在脈沖功率電子系統(tǒng)，如脈沖調(diào)制器、脈沖激光、電磁軌道炮等，要利用開關(guān)器件使儲(chǔ)能電容(或可以等效為電容)在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)放電形成脈沖，以提供較高的瞬時(shí)功率。存儲(chǔ)于電容器中的能量釋放完畢后，需要利用電容充電電源重新充電到特定電壓。
[0003]與電容充電電源輸出相連的儲(chǔ)能電容上的電壓波形如圖1所示。充電過程開始后，電容充電電源以一定電流給電容充電使其電壓上升，當(dāng)電容電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，充電停止，電源進(jìn)入補(bǔ)充模式過程直到電容開始對負(fù)載放電進(jìn)入放電過程。因?yàn)殡娫幢旧淼膁v/dt、di/dt很大，電源輸出含有一定高頻噪音，為保證輸出脈沖質(zhì)量，最好在脈沖輸出期間能讓電源關(guān)閉，使其負(fù)載波形不含有高頻尖刺；另外脈沖功率電子中使用的開關(guān)器件(如閘流管、氣體放電管)通常需要一定的恢復(fù)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)如果充電電源工作，會(huì)導(dǎo)致開關(guān)器件連通從而引發(fā)故障。所以放電階段及其之后一段時(shí)間，電容充電電源需要停止工作。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述需求，通常的做法是，脈沖功率系統(tǒng)提供一個(gè)和開關(guān)器件觸發(fā)信號同步的禁止信號給電容充電電源使其停機(jī)，以確保其在放電和恢復(fù)期間不會(huì)工作，如圖2所不O
[0005]通常的禁止信號提供方法問題在于:電源制造廠家需要和客戶(或第三方脈沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)者)充分溝通，要求其提供此禁止信號，而客戶(或第三方)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要增加此部分時(shí)序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，在一定程度上給客戶帶來不便;對于電容充電電源產(chǎn)品本身來說，離開同步信號將無法在系統(tǒng)中工作，其獨(dú)立性和適用性受到局限。
[0006]因此，需要一種在電容充電電源放電時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生禁止信號的電路，首先于檢測負(fù)載放電，并自動(dòng)產(chǎn)生禁止工作信號使電源停止工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，通過檢測負(fù)載放電，自動(dòng)產(chǎn)生電源禁止信號，使電源斷電。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，包括有源微分電路和觸發(fā)器整形電路，取電容充放電電源的放電電路電壓取樣信號接入有源微分電路，有源微分電路的輸出通過觸發(fā)器整形電路輸出禁止信號，所述有源微分電路包括運(yùn)算放大器、反饋電阻Rl和電容Cl，電壓取樣信號經(jīng)電容Cl接入運(yùn)算放大器的反向輸入端，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)反饋電阻Rl接回到反向輸入端。所述觸發(fā)器整形電路包括觸發(fā)器和時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件，時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件連接觸發(fā)器的T2A接口。所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件包括電阻R2和電容C2，觸發(fā)器的T2A接口通過電阻R2連接電源，通過電容C2接地。所述觸發(fā)器為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。所述信號產(chǎn)生電路還包括反向二極管VI，運(yùn)算放大器的輸出并聯(lián)反向二極管Vl后連接到觸發(fā)器的上升沿檢測端。
[0009]本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明提供的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，用于檢測負(fù)載放電，并自動(dòng)產(chǎn)生禁止工作信號將電源停止工作，使電源可以無需外部禁止信號，電源可以相對獨(dú)立工作，方便客戶使用。
【附圖說明】
[0010]下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0011]圖1是本發(fā)明的【背景技術(shù)】的儲(chǔ)能電容的充放電電壓波形。
[0012]圖2是本發(fā)明的【背景技術(shù)】的脈沖功率系統(tǒng)提供的禁止信號的電壓波形。
[0013]圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路。
[0014]圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的電路產(chǎn)生的電壓波形。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0016]本發(fā)明提供的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，包括有源微分電路和觸發(fā)器整形電路，取電容充放電電源的放電電路電壓取樣信號接入有源微分電路，有源微分電路的輸出通過觸發(fā)器整形電路輸出禁止信號，有源微分電路包括運(yùn)算放大器、反饋電阻Rl和電容Cl，電壓取樣信號經(jīng)電容Cl接入運(yùn)算放大器的反向輸入端，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)反饋電阻Rl接回到反向輸入端。觸發(fā)器整形電路包括觸發(fā)器和時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件，時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件連接觸發(fā)器的T2A接口。其中，時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件包括電阻R2和電容C2，觸發(fā)器的T2A接口通過電阻R2連接電源，通過電容C2接地。信號產(chǎn)生電路還包括反向二極管Vl，運(yùn)算放大器的輸出并聯(lián)反向二極管Vl后連接到觸發(fā)器的上升沿檢測端。
[0017]本發(fā)明使用有源微分電路將電壓取樣信號在放電處的下降沿轉(zhuǎn)化為脈沖信號，再經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器整形為需要的禁止信號。如圖3所示，本發(fā)明為電壓取樣信號經(jīng)電容Cl接入運(yùn)算放大器的反向輸入端，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)過反饋電阻Rl接回到其反向輸入端。運(yùn)算放大器的輸出并聯(lián)反向二極管Vl后連接到觸發(fā)器的上升沿檢測端。電阻R2和電容C2為觸發(fā)器的外接時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件，觸發(fā)器為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
[0018]觸發(fā)器作為上升沿觸發(fā)的脈沖整形電路，其輸出即可作為電源的禁止信號。
[0019]在充電過程中，電壓取樣信號為速度較為緩慢的上升信號，其經(jīng)過由電容Cl、電阻Rl和運(yùn)算放大器組成的有源微分電路后，轉(zhuǎn)換成一幅度較小的負(fù)信號。如果擔(dān)心負(fù)信號引起后面電路損壞，可在運(yùn)放輸出并聯(lián)一個(gè)反向二極管。此處反向二極管Vl起到保護(hù)作用，在充電電流較小的情況下可以去除。如圖4第I部分所示，在此過程中因?yàn)闆]有上升下降沿的變化，觸發(fā)器輸出的保持默認(rèn)值低電平。
[0020]在進(jìn)入補(bǔ)充模式時(shí)，電壓取樣信號由緩慢的上升信號轉(zhuǎn)為直流信號，經(jīng)有源微分電路形成一小幅度的上升沿，之后保持零電位。如圖4第2部分所示。此上升沿未達(dá)到觸發(fā)器的邏輯輸入檢測低電平，觸發(fā)器輸出仍保持默認(rèn)值低電平。
[0021]在放電時(shí)，電壓取樣信號快速下降形成較陡的下降沿，經(jīng)有源微分電路形成一大幅度的脈沖信號，如圖4第3部分所示。將上述有源微分電路輸出的脈沖信號送到觸發(fā)器的上升沿檢測端，即可在其輸出端產(chǎn)生需要的禁止信號(高電平方波)，將其送入相應(yīng)故障處理電路即可實(shí)現(xiàn)電源停止工作的目的。
[0022]如需調(diào)節(jié)檢測的靈敏度，只要調(diào)節(jié)Cl或Rl的大小，即可改變有源微分電路輸出脈沖信號的幅度和寬度，將其調(diào)整到低于觸發(fā)器的邏輯輸入有效低電平，從而實(shí)現(xiàn)不同放電深度檢測的功能(例如對于小于額定輸出電壓10%幅度的放電，可以調(diào)節(jié)Cl或Rl使有源微分電路輸出的脈沖幅度小于觸發(fā)器的邏輯輸入有效低電平，此時(shí)對于10%以下幅度的放電將不產(chǎn)生禁止信號)。
[0023]如需調(diào)節(jié)禁止信號的寬度，只要改變觸發(fā)器的外接時(shí)間常數(shù)調(diào)整電阻R2或調(diào)整電容C2即可。
[0024]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(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)】
1.一種電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，其特征在于，包括有源微分電路和觸發(fā)器整形電路，取電容充放電電源的放電電路電壓取樣信號接入有源微分電路，有源微分電路的輸出通過觸發(fā)器整形電路輸出禁止信號，所述有源微分電路包括運(yùn)算放大器、反饋電阻Rl和電容Cl，電壓取樣信號經(jīng)電容Cl接入運(yùn)算放大器的反向輸入端，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)反饋電阻Rl接回到反向輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述觸發(fā)器整形電路包括觸發(fā)器和時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件，時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件連接觸發(fā)器的T2A接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述時(shí)間常數(shù)調(diào)整器件包括電阻R2和電容C2，觸發(fā)器的T2A接口通過電阻R2連接電源，通過電容C2接地。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述觸發(fā)器為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，其特征在于，所述信號產(chǎn)生電路還包括反向二極管VI，運(yùn)算放大器的輸出并聯(lián)反向二極管Vl后連接到觸發(fā)器的上升沿檢測端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電容充電電源的放電自動(dòng)禁止信號產(chǎn)生電路，包括有源微分電路和觸發(fā)器整形電路，取電容充放電電源的放電電路電壓取樣信號接入有源微分電路，有源微分電路的輸出通過觸發(fā)器整形電路輸出禁止信號，所述有源微分電路包括運(yùn)算放大器、反饋電阻R1和電容C1，電壓取樣信號經(jīng)電容C1接入運(yùn)算放大器的反向輸入端，運(yùn)算放大器的輸出經(jīng)反饋電阻R1接回到反向輸入端。本發(fā)明用于檢測負(fù)載放電，并自動(dòng)產(chǎn)生禁止工作信號將電源停止工作，使電源可以無需外部禁止信號，電源可以相對獨(dú)立工作，方便客戶使用。
【IPC分類】H03K5/01
【公開號】CN105656458
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉新明, 劉林, 程輝, 朱作敏, 張騰, 蒲育勤
【申請人】蕪湖國睿兆伏電子有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月28日