專(zhuān)利名稱(chēng)：功率放大管輸入端短接開(kāi)關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一些電裝置中功率放大管的驅(qū)動(dòng)電路。
在某些電裝置中，尤其是采用半橋或全橋方式進(jìn)行功率放大的電源設(shè)備中，功放管工作的可靠性設(shè)計(jì)至今仍是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。對(duì)于功放管的可靠關(guān)閉，在關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)防止誤導(dǎo)通，一般是采用在功放管輸入端加反向偏壓的方法。該方法目前有兩種電路工作形式，一種是變壓器驅(qū)動(dòng)法，另一種是OTL電路驅(qū)動(dòng)法。前者不大可靠，后者雖可靠，但電路較繁雜，還須雙電源供電。
本發(fā)明的目的，是利用原變壓器驅(qū)動(dòng)法，在驅(qū)動(dòng)變壓器輸出端增設(shè)一個(gè)僅在功放管關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)，將其輸入端短接的可控短接開(kāi)關(guān)裝置，改加反向偏壓為短接保護(hù)，使變壓器驅(qū)動(dòng)法也具有高可靠性，且電路又較OTL電路簡(jiǎn)便。


圖1是本發(fā)明的技術(shù)設(shè)計(jì)圖。
圖2、3、4、5、6是本發(fā)明實(shí)施例圖。
現(xiàn)說(shuō)明于下本可控短接開(kāi)關(guān)裝置輸入端與原功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出端相連接，輸出端與功放管輸入端相連接，內(nèi)含功放管輸入限流電阻。它由輸出短接開(kāi)關(guān)管V1、傳輸開(kāi)關(guān)管V2、開(kāi)關(guān)管V1與V2的控制電路A1，隔離二極管D1，釋放電路A2與阻尼限流電阻R組成。短接開(kāi)關(guān)管V1的開(kāi)關(guān)兩端跨接在本裝置的兩輸出端上，也即在外接的功放管輸入端與本裝置中的功放管輸入阻尼限流電阻R之間的連線(xiàn)及功放管的另一輸入端上。該開(kāi)關(guān)管的控制輸入端經(jīng)一阻尼限流電阻R1與控制電路A1輸出端相連接。傳輸開(kāi)關(guān)管V2位置在該裝置輸入輸出傳輸線(xiàn)上，其開(kāi)關(guān)兩端分別與隔離二極管D1及阻尼限流電阻R相連接，其控制輸入端經(jīng)阻尼電阻R2(圖2或圖3)，或經(jīng)限流電阻R2、二極管D2及穩(wěn)壓管D3(圖6)與控制電路A1的輸出端相連接?？刂齐娐稟1的輸入端連接本裝置的輸入端，輸出端控制短接開(kāi)關(guān)管V1及傳輸開(kāi)關(guān)管V2。阻尼限流電阻R連接傳輸開(kāi)關(guān)管V2與本裝置的輸出端。釋放電路A2兩輸出端跨接在傳輸開(kāi)關(guān)管V2與阻尼限流電阻R之間的連線(xiàn)及公共地之間，其控制輸入端與本裝置的輸入端相連接。該裝置的工作過(guò)程是這樣的。當(dāng)功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出功放管開(kāi)啟信號(hào)，經(jīng)控制電路A1，瞬間即關(guān)閉短接開(kāi)關(guān)管V1，之后立即打開(kāi)傳輸開(kāi)關(guān)管V2，使開(kāi)啟信號(hào)經(jīng)傳輸線(xiàn)加入功放管輸入端。當(dāng)功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出功放管關(guān)閉信號(hào)，釋放電路A2立即釋放功放管輸入端所儲(chǔ)存的開(kāi)啟信號(hào)，控制電路A1，經(jīng)延時(shí)開(kāi)啟短接開(kāi)關(guān)管V1，短接本裝置的輸出端，并關(guān)閉傳輸開(kāi)關(guān)管V2。在功放管導(dǎo)通時(shí)區(qū)內(nèi)，短接開(kāi)關(guān)管V1關(guān)閉，傳輸開(kāi)關(guān)管V2導(dǎo)通，而在釋放電路A2釋放儲(chǔ)存在功放管輸入端開(kāi)啟信號(hào)后的功放管關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)，短接開(kāi)關(guān)管V1保持導(dǎo)通，傳輸開(kāi)關(guān)管V2保持關(guān)閉?？梢?jiàn)本裝置不僅滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳輸要求，而其短接裝置對(duì)功放管的關(guān)閉提供了有效的短接保護(hù)手段，大大提高變壓器驅(qū)動(dòng)可靠性。
圖2為正極性驅(qū)動(dòng)功放管的短接開(kāi)關(guān)裝置，短接開(kāi)關(guān)管V1選用N溝FET場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極經(jīng)阻尼電阻R1與控制電路A1中的電流放大電路A1-3輸出端連接。一只NPN型三極管V4與一只PNP型三極管V5組成電流放大電路A1-3，為一同相電流放大器。它們的發(fā)射極可直接連接，或通過(guò)延時(shí)電阻R7相連接。二只三極管基極為輸入端，并接后與電平變換電路A1-2輸出端相連接。電平變換電路由CMOS集成電路反相器IC1與一限流電阻R6組成，反相器IC1輸入端經(jīng)電阻R6與取樣電路A1-1輸出端相連接。取樣電路A1-1由開(kāi)關(guān)二極管D4與電阻R5串接而成，跨接在本裝置的輸入端，對(duì)功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出端信號(hào)進(jìn)行取樣。取樣信號(hào)由電阻R5兩端輸出，由電平變換電路A1-2將之變換成滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)管V1及V2所需的開(kāi)關(guān)電平。再由電流放大電路A1-3進(jìn)行輸出電流放大，使之對(duì)開(kāi)關(guān)管V1及V2實(shí)施高速控制。延時(shí)電路由電阻R7，R1與短接開(kāi)關(guān)管V1的輸入電容組成，或由與電阻R5并接的電容C1與電阻R5組成。可任選一種，或同時(shí)兼用二種，實(shí)現(xiàn)對(duì)短接開(kāi)關(guān)管的開(kāi)啟延時(shí)。傳輸開(kāi)關(guān)管V2是P溝FET場(chǎng)效應(yīng)管。其柵極經(jīng)一阻尼電阻R2與三極管V5發(fā)射極連接。釋放電路A2由PNP三極管V3與電阻R3、R4組成。電阻R3連接三極管基極與本裝置輸入端，電阻R4連接三極管基極與發(fā)射極。隔離二極管D1用于隔離負(fù)向關(guān)閉電平。電阻R為功放管阻尼限流電阻。電平變換電路與電流放大電路部分由3-20V單電源供電。由于功耗低，可采用電阻分壓法由功放管供電電源直接引入。
圖4為控制電路A1的另一設(shè)計(jì)方式。其中電流放大電路A1-3由一只NPN型三極管V5與一只PNP型三極管V4與電阻R8，R9組成，為一反相電流放大器。它們的集電極直接相連接，或經(jīng)延時(shí)電阻R7相連接。它們的發(fā)射極分別連接電源正、負(fù)極，它們的基極分別經(jīng)電阻R9與R8并接后，與同相器IC1輸出端相連接。
圖5是另一種控制電路A1的設(shè)計(jì)方式。它由可控晶體管V6與電阻R10、R5及R7組成，是一種反相放大器。電阻R10與R5相串接，跨接在本裝置的輸入端，組成取樣電路A1-1，取樣信號(hào)自電阻R5兩端輸出，輸出連接晶體管V6的輸入端。電阻R7為輸出負(fù)載電阻，跨接在電源與晶體管集電極或漏極之間，發(fā)射極或源極接地。該晶體管V6與電阻R7組成電平變換電路A1-2與電流放大電路A1-3，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。延時(shí)電路由電阻R7，阻尼電阻R1與短接開(kāi)關(guān)管V1的輸入端電容組成。在需增強(qiáng)該控制電路的電流輸出，可在該晶體管輸出端，即集電極或漏極增加一級(jí)同相或反相電流放大器。晶體管V6選用三極管，場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT管。當(dāng)選用場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT管時(shí)，R10可改用開(kāi)關(guān)二極管。用3～20V直流電源供電。
圖3為負(fù)極性驅(qū)動(dòng)功放管的短接開(kāi)關(guān)裝置，電路結(jié)構(gòu)與正極性驅(qū)動(dòng)功放管的短接開(kāi)關(guān)裝置一樣，區(qū)別在于晶體管極性的配置。在正極性驅(qū)動(dòng)的功效管的短接開(kāi)關(guān)裝置中，V1與V6選用正極性驅(qū)動(dòng)的晶體管，V2與V3選用負(fù)極性驅(qū)動(dòng)的晶體管，而在負(fù)極性驅(qū)動(dòng)的功效管的短接開(kāi)關(guān)裝置中，V1與V6選用負(fù)極性驅(qū)動(dòng)的晶體管，而V2與V3選用正極性驅(qū)動(dòng)的晶體管。
上述電路中，短接開(kāi)關(guān)管V1，傳輸開(kāi)關(guān)管V2均可選用FET場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵IGBT晶體管或晶體三極管。
權(quán)利要求
1.一種為功率放大管驅(qū)動(dòng)電路增設(shè)的功放管輸入端可控短接開(kāi)關(guān)裝置，該裝置的輸入端接原功放管驅(qū)動(dòng)變壓器的輸出端，輸出端接功放管輸入端，內(nèi)含功放管輸入阻尼限流電阻，用以提高功放管關(guān)閉可靠性，防止誤導(dǎo)通，它由輸出短接開(kāi)關(guān)管V1、傳輸開(kāi)關(guān)管V2、開(kāi)關(guān)管V1與V2的控制電路A1、隔離二極管D1、釋放電路A2與阻尼限流電阻R組成，其特征是輸出短接開(kāi)關(guān)管V1，該開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)兩端跨接在本裝置的兩輸出端上，也即在外接的功放管輸入端與本裝置中的功放管輸入阻尼限流電阻R之間的連線(xiàn)及功放管另一輸入端上，該開(kāi)關(guān)管的控制輸入端經(jīng)一阻尼限流電阻R1與控制電路A1的輸出端相連接，由控制電路A1控制其導(dǎo)通或關(guān)閉，在功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出功放管開(kāi)啟信號(hào)瞬間，開(kāi)關(guān)管V1關(guān)閉，保持至功放管關(guān)閉信號(hào)輸入本裝置；而在釋放電路A2釋放儲(chǔ)存在功放管輸入端開(kāi)啟信號(hào)后的功放管關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)，開(kāi)關(guān)管V1保持導(dǎo)通，短接功放管輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短接開(kāi)關(guān)裝置，其特征是傳輸開(kāi)關(guān)管V2的開(kāi)關(guān)兩端分別與隔離二極管D1、及阻尼限流電阻R連接，其控制輸入端經(jīng)阻尼電阻R2或經(jīng)限流電阻R2、二極管D2及穩(wěn)壓二極管D3與控制電路A1輸出端相連接，在功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出功放管開(kāi)啟信號(hào)時(shí)區(qū)內(nèi)，傳輸開(kāi)關(guān)管V2導(dǎo)通，在功放管關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)，傳輸開(kāi)關(guān)管V2關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短接開(kāi)關(guān)裝置，其特征是短接開(kāi)關(guān)管V1與傳輸開(kāi)關(guān)管V2是FET場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵IGBT晶體管或晶體三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短接開(kāi)關(guān)裝置，其特征是控制電路A1由取樣電路A1-1、電平變換電路A1-2、電流放大電路A1-3與延時(shí)電路組成，取樣電路A1-1的輸入端與本裝置的輸入端相連接，輸出端與電平變換電路A1-2的輸入端相連接，電流放大電路的A1-3的輸入端與電平變換電路A1-2的輸出端相連接，其A1-3輸出端作為控制電路A1輸出端，延時(shí)電路在取樣電路A1-1中間或在電流放大電路A1-3輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的短接開(kāi)關(guān)裝置中的控制電路A1，其特征是取樣電路A1-1由開(kāi)關(guān)二極管D4與電阻R5串接而成，或由兩只電阻R10與R5串接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的短接開(kāi)關(guān)裝置中的控制電路A1，其特征是電平變換電路A1-2由CMOS集成電路反相器或同相器IC1與一輸入限流電阻R6組成，其功能是將取樣信號(hào)變換成短接開(kāi)關(guān)管V1與傳輸開(kāi)關(guān)V2所需的開(kāi)關(guān)控制電平。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的短接開(kāi)關(guān)裝置，其特征是控制電路A1由晶體管V6與電阻R10、R5與R7組成，電阻R10與R5相串接，跨接在本裝置的輸入端，晶體管V6輸入端連接電阻R5兩端，電阻R7連接在電源與晶體管V6的集電極或漏極之間，組成反相放大器，它們一并組成取樣電路A1-1、電平變換電路A1-2及電流放大電路A1-3，延時(shí)電路由電阻R7、阻尼電阻R1與短接開(kāi)關(guān)管V1輸入電容組成。當(dāng)晶體管選用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，電阻R10可以改用開(kāi)關(guān)二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的短接開(kāi)關(guān)裝置中的控制電路A1，其特征是晶體管V6是三極管或場(chǎng)效應(yīng)管。
全文摘要
一種為功率放大管驅(qū)動(dòng)電路增設(shè)的功放管輸入端可控短接開(kāi)關(guān)裝置，安裝在功放管驅(qū)動(dòng)變壓器輸出端與功放管輸入端之間，內(nèi)含阻尼限流電阻，其特征是在該裝置的輸出端跨接有一個(gè)可控短接開(kāi)關(guān)管，它僅在功放管關(guān)閉時(shí)區(qū)內(nèi)導(dǎo)通，短接本裝置輸出端，即功放管輸入端，以防止功放管出現(xiàn)誤導(dǎo)通，有效地提高功放管工作可靠性。
文檔編號(hào)H03F3/21GK1086643SQ9211288
公開(kāi)日1994年5月11日 申請(qǐng)日期1992年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月1日
發(fā)明者陳大可, 陳然 申請(qǐng)人:陳大可, 施佳