功率放大管输入端短接开关装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN92112884.3

申请日:

1992.11.01

公开号:

CN1086643A

公开日:

1994.05.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开

IPC分类号:

H03F1/52; H03F3/21

主分类号:

H03F1/52; H03F3/21

申请人:

陈大可; 施佳

发明人:

陈大可; 陈然

地址:

浙江省温州市水心杨组5幢504室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种为功率放大管驱动电路增设的功放管输入端可控短接开关装置,安装在功放管驱动变压器输出端与功放管输入端之间,内含阻尼限流电阻,其特征是在该装置的输出端跨接有一个可控短接开关管,它仅在功放管关闭时区内导通,短接本装置输出端,即功放管输入端,以防止功放管出现误导通,有效地提高功放管工作可靠性。

权利要求书

1: 一种为功率放大管驱动电路增设的功放管输入端可控短接开关装置,该装置的输入端接原功放管驱动变压器的输出端,输出端接功放管输入端,内含功放管输入阻尼限流电阻,用以提高功放管关闭可靠性,防止误导通,它由输出短接开关管V1、传输开关管V
2: 开关管V1与V2的控制电路A1、隔离二极管D1、释放电路A2与阻尼限流电阻R组成,其特征是输出短接开关管V1,该开关管的开关两端跨接在本装置的两输出端上,也即在外接的功放管输入端与本装置中的功放管输入阻尼限流电阻R之间的连线及功放管另一输入端上,该开关管的控制输入端经一阻尼限流电阻R1与控制电路A1的输出端相连接,由控制电路A1控制其导通或关闭,在功放管驱动变压器输出功放管开启信号瞬间,开关管V1关闭,保持至功放管关闭信号输入本装置;而在释放电路A2释放储存在功放管输入端开启信号后的功放管关闭时区内,开关管V1保持导通,短接功放管输入端。 2、根据权利要求1所述的短接开关装置,其特征是:传输开关管V2的开关两端分别与隔离二极管D1、及阻尼限流电阻R连接,其控制输入端经阻尼电阻R2或经限流电阻R2、二极管D2及稳压二极管D3与控制电路A1输出端相连接,在功放管驱动变压器输出功放管开启信号时区内,传输开关管V2导通,在功放管关闭时区内,传输开关管V2关闭。
3: 根据权利要求1所述的短接开关装置,其特征是:短接开关管V1与传输开关管V2是FET场效应晶体管,绝缘栅IGBT晶体管或晶体三极管。
4: 根据权利要求1所述的短接开关装置,其特征是:控制电路A1由取样电路A1-1、电平变换电路A1-2、电流放大电路A1-3与延时电路组成,取样电路A1-1的输入端与本装置的输入端相连接,输出端与电平变换电路A1-2的输入端相连接,电流放大电路的A1-3的 输入端与电平变换电路A1-2的输出端相连接,其A1-3输出端作为控制电路A1输出端,延时电路在取样电路A1-1中间或在电流放大电路A1-3输出端。
5: 根据权利要求4所述的短接开关装置中的控制电路A1,其特征是:取样电路A1-1由开关二极管D4与电阻R5串接而成,或由两只电阻R10与R5串接而成。
6: 根据权利要求4所述的短接开关装置中的控制电路A1,其特征是:电平变换电路A1-2由CMOS集成电路反相器或同相器IC1与一输入限流电阻R6组成,其功能是将取样信号变换成短接开关管V1与传输开关V2所需的开关控制电平。
7: 根据权利要求1所述的短接开关装置,其特征是:控制电路A1由晶体管V6与电阻R10、R5与R7组成,电阻R10与R5相串接,跨接在本装置的输入端,晶体管V6输入端连接电阻R5两端,电阻R7连接在电源与晶体管V6的集电极或漏极之间,组成反相放大器,它们一并组成取样电路A1-1、电平变换电路A1-2及电流放大电路A1-3,延时电路由电阻R7、阻尼电阻R1与短接开关管V1输入电容组成。当晶体管选用场效应管时,电阻R10可以改用开关二极管。
8: 根据权利要求7所述的短接开关装置中的控制电路A1,其特征是:晶体管V6是三极管或场效应管。

说明书


本发明涉及一些电装置中功率放大管的驱动电路。

    在某些电装置中,尤其是采用半桥或全桥方式进行功率放大的电源设备中,功放管工作的可靠性设计至今仍是一个技术难点。对于功放管的可靠关闭,在关闭时区内防止误导通,一般是采用在功放管输入端加反向偏压的方法。该方法目前有两种电路工作形式,一种是变压器驱动法,另一种是OTL电路驱动法。前者不大可靠,后者虽可靠,但电路较繁杂,还须双电源供电。

    本发明的目的,是利用原变压器驱动法,在驱动变压器输出端增设一个仅在功放管关闭时区内,将其输入端短接的可控短接开关装置,改加反向偏压为短接保护,使变压器驱动法也具有高可靠性,且电路又较OTL电路简便。

    图1是本发明的技术设计图。

    图2、3、4、5、6是本发明实施例图。

    现说明于下:

    本可控短接开关装置输入端与原功放管驱动变压器输出端相连接,输出端与功放管输入端相连接,内含功放管输入限流电阻。它由输出短接开关管V1、传输开关管V2、开关管V1与V2的控制电路A1,隔离二极管D1,释放电路A2与阻尼限流电阻R组成。短接开关管V1的开关两端跨接在本装置的两输出端上,也即在外接的功放管输入端与本装置中的功放管输入阻尼限流电阻R之间的连线及功放管的另一输入端上。该开关管的控制输入端经一阻尼限流电阻R1与控制电路A1输出端相连接。传输开关管V2位置在该装置输入输出传输线上,其开关两端分别与隔离二极管D1及阻尼限流电阻R相连接,其控制输入端经阻尼电阻R2(图2或图3),或经限流电阻R2、二极管D2及稳压管D3(图6)与控制电路A1的输出端相连接。控制电路A1的输入端连接本装置的输入端,输出端控制短接开关管V1及传输开关管V2。阻尼限流电阻R连接传输开关管V2与本装置的输出端。释放电路A2两输出端跨接在传输开关管V2与阻尼限流电阻R之间的连线及公共地之间,其控制输入端与本装置的输入端相连接。该装置地工作过程是这样的。当功放管驱动变压器输出功放管开启信号,经控制电路A1,瞬间即关闭短接开关管V1,之后立即打开传输开关管V2,使开启信号经传输线加入功放管输入端。当功放管驱动变压器输出功放管关闭信号,释放电路A2立即释放功放管输入端所储存的开启信号,控制电路A1,经延时开启短接开关管V1,短接本装置的输出端,并关闭传输开关管V2。在功放管导通时区内,短接开关管V1关闭,传输开关管V2导通,而在释放电路A2释放储存在功放管输入端开启信号后的功放管关闭时区内,短接开关管V1保持导通,传输开关管V2保持关闭。可见本装置不仅满足驱动信号的传输要求,而其短接装置对功放管的关闭提供了有效的短接保护手段,大大提高变压器驱动可靠性。

    图2为正极性驱动功放管的短接开关装置,短接开关管V1选用N沟FET场效应管,其栅极经阻尼电阻R1与控制电路A1中的电流放大电路A1-3输出端连接。一只NPN型三极管V4与一只PNP型三极管V5组成电流放大电路A1-3,为一同相电流放大器。它们的发射极可直接连接,或通过延时电阻R7相连接。二只三极管基极为输入端,并接后与电平变换电路A1-2输出端相连接。电平变换电路由CMOS集成电路反相器IC1与一限流电阻R6组成,反相器IC1输入端经电阻R6与取样电路A1-1输出端相连接。取样电路A1-1由开关二极管D4与电阻R5串接而成,跨接在本装置的输入端,对功放管驱动变压器输出端信号进行取样。取样信号由电阻R5两端输出,由电平变换电路A1-2将之变换成满足开关管V1及V2所需的开关电平。再由电流放大电路A1-3进行输出电流放大,使之对开关管V1及V2实施高速控制。延时电路由电阻R7,R1与短接开关管V1的输入电容组成,或由与电阻R5并接的电容C1与电阻R5组成。可任选一种,或同时兼用二种,实现对短接开关管的开启延时。传输开关管V2是P沟FET场效应管。其栅极经一阻尼电阻R2与三极管V5发射极连接。释放电路A2由PNP三极管V3与电阻R3、R4组成。电阻R3连接三极管基极与本装置输入端,电阻R4连接三极管基极与发射极。隔离二极管D1用于隔离负向关闭电平。电阻R为功放管阻尼限流电阻。电平变换电路与电流放大电路部分由3-20V单电源供电。由于功耗低,可采用电阻分压法由功放管供电电源直接引入。

    图4为控制电路A1的另一设计方式。其中电流放大电路A1-3由一只NPN型三极管V5与一只PNP型三极管V4与电阻R8,R9组成,为一反相电流放大器。它们的集电极直接相连接,或经延时电阻R7相连接。它们的发射极分别连接电源正、负极,它们的基极分别经电阻R9与R8并接后,与同相器IC1输出端相连接。

    图5是另一种控制电路A1的设计方式。它由可控晶体管V6与电阻R10、R5及R7组成,是一种反相放大器。电阻R10与R5相串接,跨接在本装置的输入端,组成取样电路A1-1,取样信号自电阻R5两端输出,输出连接晶体管V6的输入端。电阻R7为输出负载电阻,跨接在电源与晶体管集电极或漏极之间,发射极或源极接地。该晶体管V6与电阻R7组成电平变换电路A1-2与电流放大电路A1-3,工作在开关状态。延时电路由电阻R7,阻尼电阻R1与短接开关管V1的输入端电容组成。在需增强该控制电路的电流输出,可在该晶体管输出端,即集电极或漏极增加一级同相或反相电流放大器。晶体管V6选用三极管,场效应管或IGBT管。当选用场效应管或IGBT管时,R10可改用开关二极管。用3~20V直流电源供电。

    图3为负极性驱动功放管的短接开关装置,电路结构与正极性驱动功放管的短接开关装置一样,区别在于晶体管极性的配置。在正极性驱动的功效管的短接开关装置中,V1与V6选用正极性驱动的晶体管,V2与V3选用负极性驱动的晶体管,而在负极性驱动的功效管的短接开关装置中,V1与V6选用负极性驱动的晶体管,而V2与V3选用正极性驱动的晶体管。

    上述电路中,短接开关管V1,传输开关管V2均可选用FET场效应晶体管,绝缘栅IGBT晶体管或晶体三极管。

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资源描述

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一种为功率放大管驱动电路增设的功放管输入端可控短接开关装置,安装在功放管驱动变压器输出端与功放管输入端之间,内含阻尼限流电阻,其特征是在该装置的输出端跨接有一个可控短接开关管,它仅在功放管关闭时区内导通,短接本装置输出端,即功放管输入端,以防止功放管出现误导通,有效地提高功放管工作可靠性。 。

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