專利名稱：一種脈沖發(fā)生控制電路、脈沖發(fā)生器及其電壓測(cè)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電學(xué)中的電壓測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種脈沖發(fā)生控制電路、脈沖發(fā)生器以及包含該脈沖發(fā)生器的電壓測(cè)量電路。
背景技術(shù)：
在電學(xué)領(lǐng)域中，測(cè)量電壓的電路有很多種。常用的電壓測(cè)量電路有以下幾種I.利用運(yùn)算放大器電路進(jìn)行電壓測(cè)量，如圖I所示。這種電路利用運(yùn)算放大器虛短、虛斷的原理測(cè)量待測(cè)電壓，通過A/D采樣的形式得到具體電壓值。這種電路的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗能大，所產(chǎn)生的噪聲更是不容忽視，為降低噪聲，工程師往往需要設(shè)計(jì)一系列的噪聲抑制電路，這就自然增加了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本，也降低了可靠性。 2.利用精密電阻分壓法測(cè)量待測(cè)電壓。根據(jù)電阻分壓原理，通過測(cè)量電阻上的分壓電壓值反推待測(cè)電壓值，這種測(cè)量電壓的電路對(duì)分壓用的電阻的阻值精度要求很高，只有在分壓電阻阻值精度極高的情況下待測(cè)電壓值才能被準(zhǔn)確地測(cè)量，同時(shí)此電路也需要A/D轉(zhuǎn)換芯片來采集電壓值，增加了電路成本。3.由555定時(shí)器和電阻器、電容器組成的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器及衰減電阻等組成，作為電壓-頻率轉(zhuǎn)換器，通過測(cè)量輸出的脈沖頻率達(dá)到測(cè)量輸入電壓的目的。可測(cè)量O 5V的直流電壓。此電路可測(cè)量的電壓范圍太小，難以滿足大電壓測(cè)量的要求，且成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的之一在于提出一種用于防止三極管在二次擊穿過程中損壞的脈沖發(fā)生控制電路，該控制電路具有控制精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低功耗等優(yōu)點(diǎn)。一種脈沖發(fā)生控制電路，其包括電壓檢測(cè)子單元、延時(shí)子單元和控制信號(hào)輸出子單元，所述電壓檢測(cè)子單元包括分壓電阻，所述延時(shí)子單元包括定時(shí)器，所述控制信號(hào)輸出子單元包括控制邏輯電路；所述延時(shí)子單元根據(jù)電壓檢測(cè)子單元所發(fā)出的延時(shí)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，并使控制信號(hào)輸出子單元啟動(dòng)，所述控制信號(hào)輸出子單元輸出控制信號(hào)來中斷三極管的二次擊穿。進(jìn)一步地，所述電壓檢測(cè)子單元中預(yù)置有三極管的二次擊穿電壓值，當(dāng)檢測(cè)到電壓檢測(cè)子單元的輸入電壓達(dá)到三極管的二次擊穿電壓值時(shí)，便輸出延時(shí)信號(hào)。本實(shí)用新型的另一目的在于提出一種測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低功耗，成本低廉的脈沖發(fā)生器，該脈沖發(fā)生器除了包括上述脈沖發(fā)生控制電路外，還包括整流電路、儲(chǔ)能與保護(hù)電路、脈沖發(fā)生與限流電路和脈沖輸出電路；待測(cè)交流電壓通過電容器C施加于整流電路上，該交流電經(jīng)整流電路整流成直流電后，通過儲(chǔ)能與保護(hù)電路對(duì)直流電進(jìn)行電能存儲(chǔ)并輸出直流電；所述脈沖發(fā)生與限流電路根據(jù)脈沖發(fā)生控制電路所產(chǎn)生的用于中斷三極管二次擊穿的控制信號(hào)，將輸出的直流電轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)；最后通過脈沖輸出電路產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號(hào)。[0010]進(jìn)一步地，所述脈沖輸出電路的輸出端連接一光耦，經(jīng)由所述脈沖輸出電路輸出的脈沖信號(hào)先經(jīng)過光耦進(jìn)行光耦隔離后，再產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出。進(jìn)一步地,所述整流電路采用整流橋。進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能與保護(hù)電路采用電容器Cl，對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，并將該電容器Cl上的電壓直接作用于MOS管的漏極上，當(dāng)三極管Ql發(fā)生二次擊穿時(shí)，電容器Cl電壓迅速降低以保護(hù)三極管。進(jìn)一步地，所述脈沖發(fā)生與限流電路包括MOS管和電阻器R3，所述MOS管包括和儲(chǔ)能與保護(hù)電路相連的漏極、與三極管集電極相連的源極以及與電阻器R3相連的柵極。進(jìn)一步地，所述脈沖輸出電路包括三極管、與三極管的基極相連接的電阻器Rl和與三極管的發(fā)射極相連的支路，該支路包括相互串聯(lián)的電阻器R2和穩(wěn)壓管。 本實(shí)用新型的再一目的在于提出一種基于三極管二次擊穿特性的電壓測(cè)量電路，該電壓測(cè)量電路包括上面所述的脈沖發(fā)生器和電壓測(cè)量單元，所述電壓測(cè)量單元與脈沖發(fā)生器的輸出級(jí)相連，并通過脈沖發(fā)生器的輸出脈沖信號(hào)來獲得輸入電壓信號(hào)的電壓值。進(jìn)一步地，所述電壓測(cè)量單元包括中央處理器。進(jìn)一步地，所述電壓測(cè)量單元與脈沖發(fā)生器中脈沖輸出電路的輸出級(jí)相連。本實(shí)用新型可以解決現(xiàn)有技術(shù)中電壓測(cè)量電路的成本高、設(shè)計(jì)復(fù)雜、可靠性不高等缺點(diǎn)，提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高的脈沖發(fā)生器，主要是利用三極管的二次擊穿特性進(jìn)行脈沖發(fā)生。本實(shí)用新型的有益效果是該脈沖發(fā)生控制電路以及包含該控制電路的脈沖發(fā)生器具有測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，低功耗，低成本等優(yōu)點(diǎn)；此外，該脈沖發(fā)生器擴(kuò)展升級(jí)方便，直接在該脈沖發(fā)生器后加入一電壓測(cè)量單元即可形成一電壓測(cè)量電路，該電壓測(cè)量電路及其測(cè)量方法可以應(yīng)用于電壓幅值在幾十伏至上百伏范圍的電壓信號(hào)測(cè)量，具有測(cè)量范圍廣，測(cè)量精度高，簡(jiǎn)單可靠，操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)利用運(yùn)算放大器測(cè)量電壓的電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型脈沖發(fā)生器的原理圖；圖4是脈沖發(fā)生控制電路的結(jié)構(gòu)原理圖；圖5是電壓測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是待測(cè)電壓輸入與測(cè)量脈沖輸出的波形示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。與現(xiàn)有技術(shù)中的各種電壓測(cè)量方法不同，本實(shí)用新型提出了一種利用三極管的二次擊穿特性構(gòu)造的脈沖發(fā)生器，來實(shí)現(xiàn)電壓輸入信號(hào)向脈沖輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而利用輸出的脈沖來進(jìn)行輸入電壓測(cè)量。基于上述思路構(gòu)造的脈沖發(fā)生器具有測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低功耗，低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。為便于理解本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思，以下簡(jiǎn)要描述三極管的擊穿特性。[0028]三極管的擊穿分為一次擊穿和二次擊穿。以NPN型三極管為例，當(dāng)NPN型三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓逐漸增大到一定數(shù)值時(shí)，集電極電流急劇上升，發(fā)生雪崩擊穿。由于在整個(gè)過程中這次擊穿是第一次發(fā)生的擊穿，故也被稱為一次擊穿。隨著集電極和發(fā)射極之間電壓的繼續(xù)增大，集電極電流增大到某一臨界值時(shí)，集電極和發(fā)射極兩端的電壓在一次擊穿時(shí)的電壓的基礎(chǔ)上急劇減小，電流急劇增大，發(fā)生二次擊穿。通常認(rèn)為三極管的二次擊穿是不可逆的，可能會(huì)造成器件的永久性損壞。即集電極和發(fā)射極之間電壓高于二次擊穿電壓時(shí)，集電極和發(fā)射極之間電壓突然減小，集電極電流急劇增大，導(dǎo)致三極管的不可恢復(fù)的、永久性的損壞(以2N4922為例，集電極、發(fā)射極間電壓不大于25V，電流不大于1A，二次擊穿時(shí)間不超過5ms，則2N4922不會(huì)發(fā)生損壞)。在大部分情況下，二次擊穿對(duì)三極管是有害的，但如果我們能夠把發(fā)生二次擊穿的程度控制在不使三極管失效或不對(duì)其造成損傷的水平，則它不僅是無害的，還能為我們所用。本實(shí)用新型正是巧妙地利用了三極管的二次擊穿現(xiàn)象，通過對(duì)三極管的二次擊穿進(jìn)行適當(dāng)控制，在確保不使三極管失效或損壞的前提下，利用三極管的二次擊穿特性構(gòu)造了一種脈沖發(fā)生器。該電路可用來實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)向脈沖信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 圖2示出了本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)框圖，該脈沖發(fā)生器可包括下述五部分I)整流電路，其作用是將交流電壓Uac整流轉(zhuǎn)化成直流電；該電路可采用圖3中的整流橋D1，輸入電壓信號(hào)Uac通過電容器C施加于整流橋Dl上，并通過該整流橋?qū)⒔涣麟奤ac轉(zhuǎn)化為直流電。2)儲(chǔ)能與保護(hù)電路，其作用是存儲(chǔ)電能及保護(hù)后級(jí)電路(即脈沖發(fā)生與限流電路)；該電路可采用圖3中的電容器Cl，對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，并將該電容器上的電壓直接作用于MOS管的漏極上。3)脈沖發(fā)生與限流電路，其作用是把儲(chǔ)能與保護(hù)電路輸出的直流電轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)，并將電流限制在適當(dāng)范圍內(nèi)；該電路可采用MOS管Q2和電阻器R3，其中MOS管的作用是將直流電轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，電阻器的作用是對(duì)直流電進(jìn)行限流。4)脈沖發(fā)生控制電路，其作用是產(chǎn)生控制MOS管導(dǎo)通、關(guān)斷的控制信號(hào)，達(dá)到保護(hù)三極管在二次擊穿過程中不受到損壞的目的。該脈沖發(fā)生控制電路包括電壓檢測(cè)子單元、延時(shí)子單元和控制信號(hào)輸出子單元三個(gè)部分。5)脈沖輸出電路，其作用是輸出脈沖信號(hào)；該電路可包括三極管Q1、與三極管Ql的基極相連接的電阻器Rl和與三極管Ql的發(fā)射極相連的由電阻器R2和穩(wěn)壓管構(gòu)成的串聯(lián)支路。優(yōu)選地，該脈沖輸出電路輸出的脈沖信號(hào)先通過光耦合器進(jìn)行光耦隔離后，再產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)輸出。圖3示出了根據(jù)圖2的結(jié)構(gòu)框圖構(gòu)造的脈沖發(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例。需注意的是，該圖中未體現(xiàn)具體的脈沖發(fā)生控制電路的電路原理，脈沖發(fā)生控制電路的具體實(shí)現(xiàn)將在圖4中作進(jìn)一步闡述。該脈沖發(fā)生器的原理為待測(cè)電壓信號(hào)通過電容器C施加在整流橋Dl上，經(jīng)整流橋Dl整流后，對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，電容器Cl上的電壓直接作用于MOS管Q2的漏極。此時(shí)，控制信號(hào)CON為低電平，MOS管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)電容器Cl持續(xù)充電，電壓值達(dá)到Ql的一次擊穿電壓時(shí)，Ql發(fā)生一次擊穿，電容器Cl繼續(xù)充電，電壓值達(dá)到Ql的二次擊穿電壓時(shí)，Ql發(fā)生二次擊穿，脈沖發(fā)生控制電路延時(shí)一定時(shí)間后立即控制CON信號(hào)為高電平，斷開Q2，使Ql 二次擊穿中斷(由圖4的脈沖發(fā)生控制電路實(shí)現(xiàn))，此時(shí)一個(gè)脈沖輸出完成。一定時(shí)間后電容器Cl上電荷基本泄放為O，所以Cl兩端電壓急劇下降至基本為O伏(只要電路各器件參數(shù)選取合適，Cl兩端的電壓完全可以基本下降至O伏)。Q2斷開之后，CON信號(hào)為低電平，Q2導(dǎo)通，電容器Cl繼續(xù)充電，直至Ql再次發(fā)生一次和二次擊穿，如此往復(fù)。施加在電容器C上的不同電壓值，對(duì)應(yīng)不同頻率脈沖的輸出，從而達(dá)到測(cè)量電壓的目的。圖3中各部件的連接關(guān)系為電容器C將交流電直接施加在整流橋Dl上，整流橋 Dl的一端與電容器Cl相連、另一端接地。MOS管具有漏極、源極和柵極其漏極與電容器Cl的一端連接、電容器Cl的另一端接地；其源極與三極管Ql的集電極相連；其柵極與用于對(duì)直流電進(jìn)行限流的電阻器R3的一端連接、電阻器R3另一端連接控制信號(hào)輸出子單元的輸出端(CON)。三極管具有集電極、基極和發(fā)射極其集電極上的電壓VC作為脈沖發(fā)生控制電路的輸入電壓且該集電極與MOS管的源極相連；其基極與偏置電阻器Rl的一端連接、偏置電阻器Rl的另一端接地；其發(fā)射極與電阻器R2和穩(wěn)壓管D3構(gòu)成的支路進(jìn)行串聯(lián)、穩(wěn)壓管的另一端接地，穩(wěn)壓管D3兩端輸出的脈沖信號(hào)先經(jīng)過光耦Ul進(jìn)行光耦隔離之后，再產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)輸出。圖4示出了脈沖發(fā)生控制電路的結(jié)構(gòu)原理圖。下面對(duì)脈沖發(fā)生控制電路作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，如圖4所示，脈沖發(fā)生控制電路可由電壓檢測(cè)子單元、延時(shí)子單元和控制信號(hào)輸出子單元三個(gè)部分組成，電壓檢測(cè)子單元由精密分壓電阻構(gòu)成，延時(shí)子單元由定時(shí)器構(gòu)成，輸出信號(hào)輸出子單元由控制邏輯電路組成。該脈沖發(fā)生控制電路可以單獨(dú)作為一種用于防止三極管在二次擊穿過程中損壞的控制電路進(jìn)行應(yīng)用。該脈沖發(fā)生控制電路的原理為電壓檢測(cè)子單元接收加在圖3三極管Ql集電極上的電壓VC作為其輸入電壓VC，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到輸入電壓達(dá)到預(yù)先存儲(chǔ)的三極管Ql的二次擊穿電壓時(shí)，輸出使延時(shí)子單兀延時(shí)一定時(shí)間的信號(hào)，延時(shí)子單兀接收到該信號(hào)后，延時(shí)一定時(shí)間后啟動(dòng)控制信號(hào)輸出子單元，通過該控制信號(hào)輸出子單元輸出控制MOS管Q2的控制信號(hào)C0N，從而斷開Q2，中斷Ql的二次擊穿，以防止Ql燒毀。其中，圖4中電壓檢測(cè)子單元預(yù)先存儲(chǔ)有三極管的二次擊穿電壓，當(dāng)檢測(cè)到電壓檢測(cè)子單元的輸入電壓VC達(dá)到三極管Ql的二次擊穿電壓時(shí)，便輸出延時(shí)信號(hào)。具有上述結(jié)構(gòu)的脈沖發(fā)生控制電路可單獨(dú)作為一種防止三極管在二次擊穿過程中損壞的控制電路進(jìn)行應(yīng)用，該控制電路是控制三極管二次擊穿的控制、保護(hù)核心電路。圖5示出了一種根據(jù)本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器進(jìn)一步構(gòu)造而成的電壓測(cè)量電路，其具體結(jié)構(gòu)是在具有上述結(jié)構(gòu)的脈沖發(fā)生器(如圖2所示)加入預(yù)置有輸出脈沖信號(hào)與輸入電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系的電壓測(cè)量單元。脈沖發(fā)生器包括整流電路、儲(chǔ)能與保護(hù)電路、脈沖發(fā)生與限流電路、脈沖發(fā)生控制電路和脈沖輸出電路；該電壓測(cè)量電路通過脈沖發(fā)生控制電路控制三極管Ql的二次擊穿程度，保證三極管Ql不會(huì)因?yàn)槎螕舸p壞；電壓測(cè)量單元與脈沖輸出電路的輸出級(jí)相連，電壓測(cè)量單元獲得脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號(hào)，通過計(jì)算，即可獲得待測(cè)電壓的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量。該電壓測(cè)量單元可采用中央處理器，中央處理器中預(yù)存有輸出脈沖信號(hào)與輸入電壓信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系U = K*t，其中，U為脈沖間隔時(shí)間t所對(duì)應(yīng)的電壓值；κ為斜率；t為脈沖間隔時(shí)間；設(shè)定t位于兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間Ti和Ti+1之間，兩個(gè)脈沖間隔時(shí)間所對(duì)應(yīng)的電壓值為 Vi 和 Yi+1, Wl K = (Vw-Vi) / (Ti-Tw)。本實(shí)用新型中電壓測(cè)量電路的測(cè)量方法，包括如下步驟步驟一，通過電容器C輸入待測(cè)交流電壓；步驟二，通過整流電路，將交流電壓Uac整流轉(zhuǎn)化成直流電；步驟三，通過儲(chǔ)能與保護(hù)電路，對(duì)直流電進(jìn)行電能存儲(chǔ)并輸出直流電；步驟四，通過脈沖發(fā)生控制電路，產(chǎn)生控制MOS管導(dǎo)通、關(guān)斷的控制信號(hào)，從而控制脈沖發(fā)生與限流電路將直流電轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)，并將三極管上的二次擊穿電壓控制在發(fā)生二次擊穿但可逆的范圍內(nèi)；步驟五，通過脈沖輸出電路，產(chǎn)生輸出脈沖信號(hào)；·步驟六，通過電壓測(cè)量單元，利用多點(diǎn)校準(zhǔn)法對(duì)待測(cè)電壓進(jìn)行測(cè)量。其中，以下為對(duì)各步驟的優(yōu)選說明例如步驟三中，對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，將電容器Cl上直流電壓輸出并作用于MOS管的漏極上。步驟四中，當(dāng)電容器Cl持續(xù)充電，將電容器Cl兩端的電壓與預(yù)先存儲(chǔ)的三極管Ql二次擊穿電壓相比較，當(dāng)電容器Cl兩端的電壓達(dá)到二次擊穿電壓時(shí)，進(jìn)行延時(shí)處理，脈沖發(fā)生控制電路控制延時(shí)一定時(shí)間后立即控制MOS管Q2的控制信號(hào)CON為高電平，斷開MOS管Q2，使三極管Ql的二次擊穿中斷，即將三極管Ql的二次擊穿電壓控制在可逆范圍內(nèi)。步驟四中，測(cè)量預(yù)先存儲(chǔ)的三極管Ql 二次擊穿電壓的方法可以包括向電容器Cl緩慢充電，并測(cè)量三極管Ql集電極上的電壓VC，當(dāng)發(fā)生電壓VC急劇減小并最終恢復(fù)的現(xiàn)象時(shí)，則認(rèn)為該三極管Ql發(fā)生二次擊穿；記錄擊穿前的電壓值，該電壓值即為三極管Ql的二次擊穿電壓。步驟五中，可先將產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過光耦隔離后，再對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。不同的待測(cè)電壓輸入對(duì)應(yīng)不同時(shí)間間隔的脈沖輸出。輸出脈沖頻率與待測(cè)電壓輸入呈一定的線性關(guān)系，該線性關(guān)系要預(yù)先根據(jù)嚴(yán)格的測(cè)量得到。步驟六中，為了提高電壓的測(cè)量范圍及測(cè)量精度，可以運(yùn)用分段測(cè)量的多點(diǎn)校準(zhǔn)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的測(cè)量。具體步驟如下6-1)逐級(jí)升高受測(cè)電壓，記錄對(duì)應(yīng)每一級(jí)電壓的脈沖時(shí)間間隔，當(dāng)受測(cè)電壓為升序時(shí)，相對(duì)應(yīng)的脈沖時(shí)間間隔為降序；執(zhí)行多次測(cè)量后，通過計(jì)算平均值得到一組電壓值和對(duì)應(yīng)的一組脈沖間隔時(shí)間；去掉其它誤差較大的記錄值，只保留兩組數(shù)據(jù)中線性區(qū)間所對(duì)
應(yīng)的記錄值，最后得到一組等間距升序電壓值(y0、V1.......\、\+1......vn)和對(duì)應(yīng)的一
組降序脈沖間隔時(shí)間(U1.......H1......τη)，將兩組數(shù)據(jù)存入中央處理器(即電壓
測(cè)量單元)中；6-2)當(dāng)輸入某一電壓時(shí)，中央處理器便捕獲該電壓值所對(duì)應(yīng)的脈沖間隔時(shí)間，記為t ；6-3)判斷脈沖間隔時(shí)間t所處的位置，為了便于說明，本例設(shè)定t處于Ti和Ti+1之間；6-4)將降序脈沖間隔時(shí)間與升序電壓值之間的關(guān)系視為線性關(guān)系，求出斜率K =(Vw-Vi)Z(Ti-Tw)；6-5)通過公式U = K*t計(jì)算，得到脈沖間隔時(shí)間t所對(duì)應(yīng)的電壓值U，即獲得待測(cè)電壓的電壓值。通過預(yù)先獲得的電壓輸入與輸出脈沖的間隔時(shí)間的關(guān)系，對(duì)應(yīng)不同的待測(cè)電壓輸入，可輸出間隔時(shí)間不同的一列脈沖，從而可以進(jìn)行電壓測(cè)量。圖6示意性的顯示出圖I中電路的待測(cè)電壓輸入分別為Ul，U2時(shí)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)測(cè)量脈沖輸出。本發(fā)明還提出了一種特殊的測(cè)量三極管二次擊穿電壓的方法，具體步驟為，將上面所述的脈沖發(fā)生電路中的三極管替換成需要測(cè)量二次擊穿電壓的待測(cè)三極管；向電容器Cl緩慢充電，并測(cè)量待測(cè)三極管集電極上的電壓VC，當(dāng)發(fā)生電壓VC急劇減小并最終恢復(fù)的現(xiàn)象時(shí)，則認(rèn)為該待測(cè)三極管發(fā)生二次擊穿；記錄擊穿前的電壓值，該電壓值即為待測(cè)三極管的二次擊穿電壓。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種脈沖發(fā)生控制電路，其特征在于所述控制電路包括電壓檢測(cè)子單元、延時(shí)子單元和控制信號(hào)輸出子單元，其中 所述電壓檢測(cè)子單元包括分壓電阻，所述延時(shí)子單元包括定時(shí)器，所述控制信號(hào)輸出子單元包括控制邏輯電路；所述延時(shí)子單元根據(jù)電壓檢測(cè)子單元所發(fā)出的延時(shí)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，并使控制信號(hào)輸出子單元啟動(dòng)，所述控制信號(hào)輸出子單元輸出控制信號(hào)來中斷三極管的二次擊穿。
2.如權(quán)利要求I所述的脈沖發(fā)生控制電路，其特征在于所述電壓檢測(cè)子單元中預(yù)置有三極管的二次擊穿電壓值，當(dāng)檢測(cè)到電壓檢測(cè)子單元的輸入電壓達(dá)到三極管的二次擊穿電壓值時(shí)，便輸出延時(shí)信號(hào)。
3.一種具有權(quán)利要求I所述的脈沖發(fā)生控制電路的脈沖發(fā)生器，其特征在于該脈沖發(fā)生器包括整流電路、儲(chǔ)能與保護(hù)電路、脈沖發(fā)生與限流電路、脈沖發(fā)生控制電路和脈沖輸出電路；待測(cè)交流電壓通過電容器C施加于整流電路上，該交流電經(jīng)整流電路整流成直流電后，通過儲(chǔ)能與保護(hù)電路對(duì)直流電進(jìn)行電能存儲(chǔ)并輸出直流電；所述脈沖發(fā)生與限流電路根據(jù)脈沖發(fā)生控制電路所產(chǎn)生的用于中斷三極管二次擊穿的控制信號(hào)，將輸出的直流電轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)；最后通過脈沖輸出電路產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的脈沖發(fā)生器，其特征在于所述脈沖輸出電路的輸出端連接一光耦，經(jīng)由所述脈沖輸出電路輸出的脈沖信號(hào)先經(jīng)過光耦進(jìn)行光耦隔離后，再產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出。
5.如權(quán)利要求3或4所述的脈沖發(fā)生器，其特征在于所述整流電路采用整流橋。
6.如權(quán)利要求3或4所述的脈沖發(fā)生器，其特征在于所述儲(chǔ)能與保護(hù)電路采用電容器Cl，對(duì)電容器Cl進(jìn)行充電，并將該電容器Cl上的電壓直接作用于MOS管的漏極上，當(dāng)三極管Ql發(fā)生二次擊穿時(shí)，電容器Cl電壓迅速降低以保護(hù)三極管。
7.如權(quán)利要求3或4所述的脈沖發(fā)生器，其特征在于所述脈沖發(fā)生與限流電路包括MOS管和電阻器R3，所述MOS管包括和儲(chǔ)能與保護(hù)電路相連的漏極、與三極管集電極相連的源極以及與電阻器R3相連的柵極。
8.如權(quán)利要求3或4所述的脈沖發(fā)生器，其特征在于所述脈沖輸出電路包括三極管、與三極管的基極相連接的電阻器Rl和與三極管的發(fā)射極相連的支路，該支路包括相互串聯(lián)的電阻器R2和穩(wěn)壓管。
9.一種電壓測(cè)量電路，其特征在于包括如權(quán)利要求3所述的脈沖發(fā)生器和電壓測(cè)量單元，所述電壓測(cè)量單元與脈沖發(fā)生器的輸出級(jí)相連，并通過脈沖發(fā)生器的輸出脈沖信號(hào)來獲得輸入電壓信號(hào)的電壓值。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓測(cè)量電路，其特征在于所述電壓測(cè)量單元包括中央處理器。
11.如權(quán)利要求9所述的電壓測(cè)量電路，其特征在于所述電壓測(cè)量單元與脈沖發(fā)生器中脈沖輸出電路的輸出級(jí)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種脈沖發(fā)生控制電路、脈沖發(fā)生器及一種電壓測(cè)量電路，其中，脈沖發(fā)生器包括整流電路，用于將輸入電壓信號(hào)由交流電轉(zhuǎn)化為直流電；儲(chǔ)能與保護(hù)電路，用于存儲(chǔ)電能并輸出直流電；脈沖發(fā)生與限流電路，用于將直流電轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，并對(duì)直流電進(jìn)行限流；脈沖發(fā)生控制電路，用于產(chǎn)生控制MOS管導(dǎo)通、關(guān)斷的控制信號(hào)；和脈沖輸出電路，用于產(chǎn)生輸出脈沖信號(hào)。該脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低；此外，直接在該脈沖發(fā)生器后加入一電壓測(cè)量單元即可形成一電壓測(cè)量電路，該電壓測(cè)量電路及其測(cè)量方法可以應(yīng)用于電壓幅值在幾十伏至上百伏范圍的電壓信號(hào)測(cè)量，具有測(cè)量范圍廣，簡(jiǎn)單可靠，操作使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K3/02GK202421319SQ20112051397
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者張卓, 楊立新, 趙羨龍, 郭增橋 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院