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一种新型高压大功率小信号放大电路

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  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
  
  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。
  
  图1
  
  1UC3637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。
  
  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=[(+VTH)-(-Vs)]/RT(1)
  
  f=Is/{2CT[(+VTH)-(-VTH)]}(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。C3637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。
  
  2IR2110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。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±

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