一种新型高压大功率小信号放大电路..docVIP

一种新型高压大功率小信号放大电路 摘 要：简要分析了UC3637双PWM控制器和IR2110的特点，工作原理。由UC3637和IR2110共同构建一种高压大功率小信号放大电路，并通过 实验验证了其可行性。 关键词：小信号放大器；双脉宽调制；悬浮驱动；高压大功率 　 　 0? ? 引言? ???现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或MOS管的放大电路构成，其功率有限，不能把电路的功率做得很大。随着现代逆变技术的逐步成熟，尤其是 SPWM逆变技术，使信号波形能够很好地在输出端重现，并且可以做到高电压，大电流，大功率。SPWM技术的实现方法有两种，一种是采用模拟集成电路完成 正弦调制波与三角波载波的比较，产生SPWM信号；另一种是采用数字方法。随着应用的深入和集成技术的发展，已商品化的专用集成电路（ASIC）和专用单 片机（8X196/MC/MD/MH）以及DSP，可以使控制电路结构简化，集成度高。由于数字芯片一般价格比较高，所以在此采用模拟集成电路。主电路采 用全桥逆变结构，SPWM波的产生采用UC3637双PWM控制芯片，并采用美国IR公司推出的高压浮动驱动集成模块IR2110，从而减小了装置的体 积，降低了成本，提高了系统的可靠性。经本电路放大后，信号可达3kV，并保持了良好的输出波形。 1? ? UC3637的原理与基本功能? ???UC3637的原理框图如图1所示。其内部包含有一个三角波振荡器，误差放大器，两个PWM比较器，输出控制门，逐个脉冲限流比较器等。 中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源9 H# T* J. r+ \% {/ t- N, { ; R, o. W( g) b. ~ 图1? ? UC3637原理框图?? + d w! g. t3 Q$ n+ N2 i: Y??l中国超声论坛 ? ?UC3637可单电源或双电源工作，工作电压范围±（2.5～20）V，特别有利于双极性调制；双路PWM信号，图腾柱输出，供出或吸收电流能力 100mA；逐个脉冲限流；内藏线性良好的恒幅三角波振荡器；欠压封锁；有温度补偿；2.5V阈值控制。? ???UC3637最具特色的是三角波振荡器，三角波产生电路如图2所示。三角波参数按式（1）及式（2）计算。? ???Is=（1）? ???f=（2） 式中：VTH为三角波峰值的转折（阈值）电压；? ?? ? Vs为电源电压；? ?? ? RT为定时电阻；? ?? ? CT为定时电容；? ?? ? Is为恒流充电电流；? ?? ? f为振荡频率。 中国超声论坛! S+ q l V??{4 M 3 i F; i; p M: d# M 图2? ? 三角波产生电路? ? 中国超声论坛# L+ O* b; K; f9 p7 I8 S! I4 x UC3637具有一个高速、带宽为1MHz、输出低阻抗的误差放大器，既可以作为一般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放。UC3637实现其主要功能的就 是两个PWM比较器，实现电路如图3所示。其他还有如欠压封锁，2.5V阈值控制等功能，这些功能在应用电路中也给予实现。 + f/ ~8 a0 r f z8 p0 | . c1 \( Y2 ] K7 图3? ? PWM产生电路 中国超声论坛- t$ n, y( x5 k$ h8 M( e 2? ? IR2110的结构与应用? ???IR2110的内部功能框图如图4所示。它由三个部分组成：逻辑输入，电平平移及输出保护。 # t r ]??f: c 中国超声波论坛,中国超声论坛,超声论坛,超声波,超声波论坛,超声波清洗,超声波资料,超声,焊接,清洗,超声波发生器,超声波电源6 m: I) u E3 _) f6 ? 图4? ? IR2110内部功能框图 3 m0 g9 y: R$ }7 Q( IR2110 具有独立的低端和高端输入通道；悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达600V，在15V下静态功耗仅116mW；输出的电源端（脚3Vcc，即功率 器件的栅极驱动电压）电压范围10～20V；逻辑电源电压范围（脚9VDD）3.3～20V，可方便地与TTL或CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功 率地之间允许有±5V的偏移量；工作频率高，可达100kHz；开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns；图腾柱输出峰值电流为2A。? ???下面分析高压侧悬浮驱动的自举原理。? ???IR2110用于驱动半桥的电路如图5所示。图中C1及VD1分别为自举电容和二极管，C2为Vcc的滤波电容。假定在S1关断期间C1已充到足够的电压（Vc1≈Vcc）。当脚10（HIN）为高电平时VM1开通，VM2关断，Vc1加到