專利名稱：寬幅度調壓調頻儀的制作方法
技術領域：
本發明是一種可用于介電泳、電泳、介電潤濕研究等多領域研究的交變電源提供裝置，具有寬電壓幅度，以及寬頻率范圍的調變能力，其中交變電壓調節范圍為電壓峰峰值在8V 1000V連續可調，頻率調節范圍在10Hz 50KHz連續可調。直流電壓在8V 1000V連續可調。輸出最大功率為15W。
背景技術：
介電泳現象于1956年由美國物理化學家H. A. Pohl發現,學者H. A. Pohl在實驗中觀察到懸浮在介質中的微粒在非均勻電場作用下可產生定向運動，并且其運動方向取決于二者介電常數的大小.在50年代后期及60年代中期，H. A. Pohl等人利用介電泳現象在無機微粒方面做了開拓性的研究，為隨后的介電泳及其在無機微粒中的研究奠定了基礎。.進入到20世紀恥年代，隨著微制造技術的發展,利用介電泳收集,定位，分離懸浮液中的微粒的技術取得了很大的進步.并且由于液體和微粒的運動以及其所受靜電力的基本控制方程的數字技術的發展,更加促進了介電泳技術的發展。
電潤濕是指通過調整施加在液體一固體電極之間的電勢，來改變液體和固體之間的表面張力，從而改變兩者之間的接觸角。早在1875年，法國科學家Lippmann觀察到在汞和電解液之間加電壓，會出現的毛細下降現象；并提出了著名的Young-Lippmann方程。1981年貝爾實驗室的Beni研究了電潤濕的相關動力學，并提出了基于電潤濕顯示的概念。1993年Berge在電潤濕模型中引入了介電層，以盡量消除電解的發生，這被稱為基于介電層的電潤濕(介電潤濕，Electrowetting onDielectric， Ew0D)。隨著研究的深入，人們發現，電潤濕在微流體操作、芯片實驗室(lab-onchip)、微變焦透鏡以及印刷等方面有著廣泛的應用。
在介電泳，介電潤濕，以及材料，生物體的介電響應等領域的研究過程中，覆蓋寬頻率(包括低頻和中高頻)和寬幅度的交變電壓是研究的必要前提，所以可以在寬幅度調節的調壓調頻儀是研究的重要手段。
目前市面上可以獲得的可以調節電壓和頻率的裝置，主要有應用在電力領域的變壓變頻器,它是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。這種變頻器集成了高壓大功率晶體管技術和電子控制技術，得到廣泛應用。它的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，因而改變其運動磁場的周期，達到平滑控制電動機轉速的目的。雖然這種應用于電力領域的調壓調頻器可以產生很大的功率，但是其頻率調節領域并不是很寬，只是在幾百赫茲以內調節無法覆蓋中高頻。
另一方面，可以有很寬頻率調節范圍的信號發生器等類似裝置，無法做到很寬幅度的電壓調節(大多在100V以內調節)。綜上所述，現有的一些調壓調頻裝宣無法滿足寬幅度電壓和頻率的調節
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種寬幅度調壓調頻儀，交變電壓的頻率調節范圍從幾赫茲到幾十千赫茲，電壓調節范圍從幾伏到將近一千伏，這樣寬的電壓，頻率調節范圍使得該電子儀器可以在材料，物理，生物領域作為一種很有意義的電源裝置，作為研究材料的介電性質，產生電潤濕現象，研究介電泳現象等很多需要交變電場的領域提供一種必備的研究手段。
技術方案本發明的寬幅度調壓調頻儀的結構為整流濾波電路的輸入端接交流電輸入，輸出端接反激式開關電源電路中的逆變電路，逆變電路的輸出端分兩路，其中一路順序與高頻升壓電路、整流濾波電路串聯連接，另一路接保護器的輸入端，保護器的輸出端接脈寬調制電路的第一輸入端；整流濾波電路的輸出端分三路，其中第一路為直流輸出，第二路順序與電壓取樣調節電路、第二驅動電路、第一光電隔離電路、脈寬調制電路串聯連接，脈寬調制電路的輸出端接第一驅動電路的輸入端，第一驅動電路的輸出端接逆變電路的輸入端；整流濾波電路的第三路輸出接交變電壓產生調節電路(圖3)中的開關管電路，交變電壓產生調節電路(圖3)中的對稱方波發生器、第二光電隔離電路、第三驅動電路、開關管電路順序串聯連接；開關管電路的輸出端為交變電壓輸出，接頻率電壓顯示模塊。
反激式開關電源電路中的脈寬調制電路釆用脈寬調制芯片TL494,輸出50KHz脈寬調制信號，脈寬調制芯片TL494的12, 8, 11腳接高電平10V, 3腳和2腳通過第二H^—電容，第八電阻，第十電阻組成的反饋阻容網絡連接；脈寬調制芯片TL494的14腳為芯片輸出的標準5V電壓，2腳通過第十二電阻與14腳相連接，13腳直接與14腳相連接，15腳通過第十三電阻與14腳相接，同時15腳通過第十三電阻和第十一電阻與接在電路主回路中的限流電阻的一端相接，限流電阻的另一端接地；脈寬調制芯片TL494的4， 7， 16腳接地，9腳作為芯片的輸出端通過第二十六電阻接地，在芯片內部組成設計跟隨器；脈寬調制芯片TL494的5腳和6腳分別接第一電容和第一電阻，控制第一電容和第一電阻的值可以控制脈寬調制芯片TL4949腳的輸出為50KHz;脈寬調制芯片TL494的9腳輸出通過第二十二電阻與第七電容組成的并聯電路和第二推挽電路T2相連接然后經過第二十五電阻，和開關管的柵極相連接；開關管的漏極和源極分別接反激式開關電源電路初級線圈和地；第二十七電容和第二十八電阻串聯后，并接在開關管的漏極和源極兩端；反激式開關電源電路的次級線圈和第八A 二極管與第八B 二極管組成的串聯電路相接，第二十一 A電阻并聯在第八A 二極管兩端，第二十一 B電阻并聯在第八B 二極管兩端。
反激式開關電源電路(圖2)中，電壓取樣調節電路和第一光電隔離電路通過由第三電位器、第四電位器、多圈電位器、微調電位器組成的分壓取樣電阻組成；多圈電位器的移動臂和絕緣柵極場效應管的柵極相連，絕緣柵極場效應管的漏極和源極分別連接10V直流電壓和光電耦合器TLP641輸入端陽極，陰極通過第二十二穩壓二極管和地相連；絕緣柵極場效應管的柵極通過第二十三穩壓二極管和地相接；絕緣柵極場效應管的輸出端的三極管的集電極和發射極分別和10V直流電壓以及脈寬調制芯片TL494的1腳相接，作為反饋比較電壓；光電耦合器TLP641輸出端三極管的發射極通過第二十七電阻和地相接組成射極跟隨器。
所述的交變電壓產生調節電路(圖3)中，對稱方波發生器由脈寬調制芯片TL494組成，脈寬調制芯片TL494的12、 8、 11腳接高電平10V; 4， 7， 16腳接信號地；2、 14、 13腳通過第二電阻相連；15腳通過第三電阻與14腳相連；5腳分別與第二電容，第三電容，第四電容檔位相接，6腳接微調電位器和第十四電阻電位器組成的串聯電路；脈寬調制芯片TL494的輸出端口10， 9腳通過第六電阻電阻和第五電阻接地組成對稱的片內的射極跟隨器。
所述的交變電壓產生調節電路(圖3)中，脈寬調制芯片TL494輸出端9， 10腳通過第四電阻、第七電阻分別和型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器，輸入端二極管陽極相連，型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器的輸入端陰極接信號地，輸出端的集電極和發射極分別接直流5V,以及通過第二 A電阻和第二 B電阻接第一 A三極管和第一 B三極管，第一 A三極管和第一 B三極管的放大信號分別連接至第一 A推挽電路和第一 B推挽電路，然后第一 A推挽電路、第一B推挽電路的輸出分別和K1119型第五A功率開關管、第五B功率開關管的柵極相連接；第五A功率開關管的漏極通過第十七A電阻接開關電源產生的直流電壓；第五A功率開關管的源極通過第十七B電阻和第五B功率開關管的漏極相連接；第五B功率開關管的源極接信號地，交變電壓產生調節電路(圖3)的交變電壓輸出通過第五A功率開關管的源極接第九電容和熱敏電阻輸出，其中第九電容和熱敏電阻之間通過第十八電阻接地。有益效果
1、 光電隔離將芯片電路和輸出高壓隔離，保護芯片的正常工作，不受高壓的干擾。
2、 電源寬頻，寬電壓幅度的調節交變電壓頻率的調節范圍在10Hz 50KHz之間調節，交變電壓幅度的峰峰值在8V到1000V之間連續可調；直流輸出電壓幅度為8V到1000V連續可調。
3、 通過主電路的過流保護電阻，以及高壓輸出端口的熱敏電阻，使整個電路的安全性有了很高的保障。
4升壓裝置采用反激式，變壓器的體積小，重量輕，結構簡單。
5利用了 TL494內部集成的差動放大器對脈沖寬度的控制，實現了過流保護和高電壓寬幅值的調整
6反激式變壓器原邊與副邊的繞線用漆包線，層間絕緣用0. 2mm厚的布膠帶實現，減少了層間分布電容， 一方面可以減少線圈之間的激磁振蕩，另一方面提高了擊穿電壓的閾值。
圖1是寬幅調壓調頻儀整體框圖，圖2是反激式開關電源電路圖，圖3是交變電壓產生調節電路圖。
以上的圖中有整流濾波電路l、逆變電路2、高頻升壓電路3、整流濾波電路4保護器5、脈寬調制電路7、第一光電隔離電路8、第二光電隔離電路9、電壓取樣調節電路10 、開關管電路11、對稱方波發生器12、第一驅動電路13、第二驅動電路14、第三驅動電路15，頻率電壓顯示模塊16。
具體實施例方式
本發明使用反激式變壓器產生高壓。反激式(Flyback)轉換器又稱單端反激式或"Buck-Boost"轉換器.因其輸出端在原邊繞組斷開電源時獲得能量故而得名.反激式轉換器的優點有(1)電路簡單，能高效提供多路直流輸出，因此適合多組輸出要求；(2)轉換效率高,損失小；(3)變壓器匝數比值較小；(4)輸入電壓在很大的范圍內波動時,仍可有較穩定的輸出，目前已可實現交流輸入在85~300V間；無需切換而達到穩定輸出的要求。反激式轉換器的缺點有(1)輸出電壓中存在較大的紋波，負載調整精度不高，因此輸出功率受到限制,通常應用于150W以下；(2)轉換變壓器在電流連續(CCM)模式下工作時,有較大的直流分量,易導致磁芯飽和，所以必須在磁路中加入氣隙,從而造成變壓器體積變大.(3)變壓器有直流電流成份，且同時會工作于CCM / DCM兩種模式,故變壓器在設計時較困難，反復調整次數較順向式多,迭代過程較復雜。本發明用TL494作反激式開關電源高壓發生和控制器以及交流高壓的開關信號的發生器。美國德克薩斯州儀器公司生產的TL494是一種性能^t良的脈寬調制器芯片，工作頻率為10 300kHz ，輸出電壓可達40V。 TL494的內部結構框圖如圖1所示。它由鋸齒波振蕩器、PWM比較器、脈沖控制觸發器、脈沖輸出控制門、兩個誤差放大器、 一個+ 5V基準電源以及兩個NPN輸出晶體管構成。控制信號是外部輸入信號，可以反饋到死區控制、誤差放大器輸入或者反饋輸入。死區控制比較器包含有效的120mV輸入偏置能把最小輸出死區時間控制在鋸齒波前4%的周期左右。這樣的結果是在輸出控制接地的時候，輸出最大占空比為96%，接參考電平時為48%。通過在死區控制輸入加固定電壓增加更多死區時間，電壓范圍在OV到3.3V. TL494的主要特點是- (l)完整的脈沖寬度調制控制電路；(2)片上的振蕩器可以工作在主動模式和被動模式；(3)片上集成誤差放大器(4)片上集成5.0V基準電壓；(5)可調整的死區時間控制；(6)輸出晶體管輸出和灌入電流可達500mA ; (7)輸出控制可用于推挽式和單端式；(8)低壓鎖定。
本發明的目的具體通過以下方案來實現(見圖1):通過整流濾波電路1將交流輸入轉變為直流電壓，通過脈寬調制電路7和第一驅動電路13控制的逆變電路，以及高頻升壓電路3產生一定幅度的交變電壓，通過整流濾波電路4獲得直流電壓。通過電壓取樣調節電路10調節取樣電壓的值，通過第二驅動14以及第一光電隔離電路8輸入給脈寬調制電路7改變脈寬，從而改變輸出的直流電壓大小。通過對稱方波發生器產生有死區間隔的對稱方波，通過第二光電隔離電路9，第三驅動電路15，開關管電路ll,使其控制前面產生的直流電壓產生交變電壓。通過頻率表和電壓表模塊16顯示最終輸出的交變電壓的頻率和電壓值。
圖l是寬幅調壓調頻儀整體框圖，其中包括整流濾波電路l,逆變電路2，高頻升壓電路3，整流濾波電路4，保護器5，脈寬調制電路7，第一光電隔離電路8，第二光電隔離電路9，電壓取樣調節電路10，開關管電路11，對稱方波發生器電路12，第一驅動電路13，第二驅動電路14，第三驅動電路15，頻率電壓顯示模塊16。其中逆變電路2、高頻升壓電路3、整流濾波電路4、保護器5、脈寬調制電路7、第一光電隔離電路8、第一驅動電路13、第二驅動電路14、電壓取樣調節電路10組成了反激式開關電源電路模塊(圖2);對稱方波發生器電路12、第二光電隔離電路9、第三驅動電路15、開關管電路ll組成了交變電壓產生調節電路模塊(圖3)。其中交變電壓產生調節電路模塊(圖3)對反激式開關電源電路模塊(圖2)產生的直流電壓進行控制產生交流電壓。
圖2包括脈寬調制芯片TL494-U1，型號TPL641光電耦合器U2，型號K1119的開關管Q6，型號K669絕緣柵型場效應管Q7。由第三電位器W3，第四電位器W4,多圈電位器W1，微調電位器R14組成直流高壓的比例取樣電阻，通過調節這些取樣電位器值可以調節輸出直流電壓的值。第一 A推挽電路T1A可以將脈寬調制芯片TL494-Ul的9腳輸出方波信號提高驅動的能力。通過第一電容Cl和第一電阻Rl控制脈寬調制芯片TL494-Ul的9腳輸出頻率為50KHz。第八電阻R8，第十電阻R10以及第二十一電容C21組成的阻容網絡連接在脈寬調制芯片TL494=U1的2, 3腳之間可以起到負反饋的作用。第十一電阻Rll，限流電阻R20是主電路電流的取樣反饋電阻起過流保護作用。反激式開關電源電路初級線圈L16，反激式開關電源電路的次級線圈L17分別是變壓器的原邊和副邊的線圈，繞圈數值分別是160匝和320匝。初級電感量10mH，次級電感量4. 5mH。磁芯20的型號為PQ26。這種磁芯的漏磁較小，散熱也比較好。第八A 二極管D8A,第八B 二極管D8B選用MUR1100,單管的反向耐壓值為1100V，將兩只二極管串聯使用可以滿足耐壓2000V的要求(超過次級輸出電壓與反激產生最高電壓之和)。將兩個10M的電阻第二十一 A電阻R21A和第二十一 B電阻R21B并聯在二極管兩端可以將加在兩管的電壓平均分配。第二十二二極管D22的作用是提高采樣電壓的偏置電壓，可以使采樣電壓值升到8V左右，從而提高采樣電壓占總的輸出電壓的比值，提高釆樣電壓反饋調節輸出電壓的精準度。第二十三二極管D23主要作用是是限壓，防止取樣電壓瞬間過高燒壞絕緣柵極場效應管Q7的柵極。第二十七電容C27，第二十八電阻R28組成反激式變壓器原端的尖峰吸收電路。光電耦合器TLP641=U2可以起到濾除高次諧波的作用，同時可以起到將脈寬調制芯片TL494(U1)的控制電路和高壓電路部分隔離的作用。圖3包括脈寬調制芯片TL494-U3作為交變高壓的頻率發生調節器，它產生兩路有死區時間間隔(4%方波周期)的反相方波信號作為開關信號,控制附圖二中產生的直流高壓成為交變的高壓。第九電阻R9，第十四電位器W14，第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4分別是調節脈寬調制芯片TL494U3方波信號頻率的電位器和電容，通過對它們的選擇和調節，可以調節輸出方波信號的頻率。型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器U4A，U4B是保證TL494產生的方波信號不發生形變(上升沿和下降沿都很陡，從而有效降低耐高壓開關管k1119-Q5的功耗，提高了頻率的上限)。第五A功率開關管Q5A，第五B功率開關管Q5B是耐高壓開關管K1119，可以耐壓1000V左右。通過脈寬調制芯片TL494U3產生的兩組對稱方波控制第五A功率開關管Q5A，第五B功率開關管Q5B的通斷，從而產生交流方波。第九電容C9起到隔除直流電壓的作用。熱敏電阻RT2起到過流保護作用。第十八電阻R18可以使第九電容C9快速充放電，起到使交變方波的對稱中線快速回到OV的作用。三端穩壓器VLT1 (7805)， VLT2 (7805), VLT3-7810為其他控制電路提供穩定的5V和10電源。
圖1中，通過整流濾波電路1將交流輸入轉變為直流電壓，通過脈寬調制電路7和第一驅動電路13控制的逆變電路，以及高頻升壓電路3產生一定電壓的交變電壓，通過整流濾波電路4獲得直流電壓。通過電壓取樣調節電路10調節取樣電壓的值，通過第二驅動電路14以及第一光電隔離電路8反饋給脈寬調制電路改變脈寬，從而改變輸出的直流電壓大小。通過對稱方波發生器12產生有死區間隔的對稱方波，通過第二光電隔離電路9，第三驅動電路15，開關管電路ll，產生交變電壓。通過頻率表和電壓表模塊16顯示最終輸出交變電壓的頻率和交流電壓的半峰值。
圖2中，脈寬調制芯片TL494(U1)輸出50KHz脈寬調制信號。脈寬調制芯片TL494-U1的12，8， 11腳接正電源10V， 3腳和2腳通過第二十一電容C21，第八電阻R8，第十電阻R10組成的反饋阻容網絡連接。脈寬調制芯片TL494-U1的14腳為芯片輸出的標準5V電壓，2腳通過第十二電阻R12和14腳相連接，13腳直接和14腳相連接，15腳通過第十三電阻R13和14腳相接，同時15腳通過第十三電阻R13以及第十一電阻Rll和接在電路主回路中的限流電阻R20的負端相接，限流電阻R20的另一端接地。脈寬調制芯片TL494-Ul的4， 7， 16腳接地，9腳作為芯片的輸出端通過第二十六電阻R26接地，在芯片內部組成射極跟隨器。脈寬調制芯片TL494-Ul的5腳和6腳分別接第一電容Cl和第一電阻Rl，使脈寬調制芯片TL494-U1)9腳的輸出為50KHz。脈寬調制芯片TL494-Ul的9腳輸出通過第二十二電阻R22與第七電容C7組成的并聯電路和第二推挽電路T2相連接然后經過第二十五電阻R25，和開關管Q6的柵極相連接。開關管Q6的漏極和源極分別接反激式開關電源電路初級線圈L16和電源地。第二十七電容C27和第二十八電阻R28串聯后，并接在開關管Q6的漏極和源極兩端。反激式開關電源電路的次級線圈L17和第八A 二極管D8A與第八B二極管(D8B)組成的串聯電路相接，第二十一 A電阻R21A和第二十一B電阻R21B分別并聯在第八A二極管D8A和第八B二極管D8B兩端。電壓取樣調節電路10和第一光電隔離電路8通過由第三電位器W3，第四電位器W4，多圈電位器Wl，微調電位器R14組成的分壓取樣電阻組成。多圈電位器W1的移動臂和絕緣柵極場效應管Q7的柵極相連，絕緣柵
8極場效應管Q7的漏極和源極分別連接10V直流電壓和光電耦合器TLP641-U2的輸入端發光二極管的陽極，其陰極通過第二十二穩壓二極管D22和地相連。絕緣柵極場效應管Q7的柵極通過第二十三穩壓二極管D23和地相接。絕緣柵極場效應管Q7的輸出端的三極管的集電極和發射極分別和IOV直流電壓，以及脈寬調制芯片TL494-Ul的1腳相接，作為反饋比較電壓。光電耦合器TLP641-U2輸出端三極管的發射極通過第二十七電阻R27和地相接組成射極跟隨器。
圖3中，對稱方波發生器(12)由脈寬調制芯片TL494U3組成。脈寬調制芯片TL494-U3的12、8、 11腳接高電平10V， 4、 7、 16腳接信號地。2腳和14腳(5V標準電壓)、13腳通過電阻R2相連。15腳通過第三電阻R3和14腳相連。5腳可以分別和第二電容C2，第三電容C3，第四電容C4等檔位相接，6腳接微調電位器R9和第十四電位器W14組成的串聯電路。通過5， 6腳電容，電阻值的選取可以調整脈寬調制芯片TL494U3輸出口 9,10腳方波信號的頻率。脈寬調制芯片TL494U3輸出端口 10， 9腳通過第六電阻R6和第五電阻R5接地組成對稱的片內的射極跟隨器。脈寬調制芯片TL494-U39， 10腳通過第四電阻R4，第七電阻K7分別和型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器U4A, U4B輸入端二極管陽極相連，型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器U4A， U4B的輸入端陰極接信號地。型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器U4A， U4B的輸出端的集電極接直流5V，型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器U4A， U4B的發射極通過第二A電阻R2A和第二 B電阻K2B分別接第一 A三極管Q1A和第一 B三極管Q1B。第一 A三極管Q1A和第一 B三極管Q1B的放大信號連接至第一 A、 B推挽電路T1A和T1B，然后第一A、 B推挽電路T1A和T1B的輸出分別和第五A、 B功率開關管Q5A和Q5B的柵極相連接。第五A功率開關管Q5A的漏極通過R17A接開關電源產生的直流電壓(圖2中的18A)。第五A功率開關管Q5A的源極通過第十七電阻R17B和第五B功率開關管Q5B的漏極相連接。第五B功率開關管Q5B的源極接信號地。交變電壓產生調節電路(圖3)的交變電壓輸出通過第五A功率開關管Q5A的源極接第九電容C9和熱敏電阻RT2輸出(圖2中的19)。其中第九電容C9和熱敏電阻RT2之間通過第十八電阻R18接地。
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權利要求
1.一種寬幅度調壓調頻儀，其特征在于該寬幅度調壓調頻儀的結構為整流濾波電路(1)的輸入端接交流電輸入，輸出端接反激式開關電源電路中的逆變電路(2)，逆變電路(2)的輸出端分兩路，其中一路順序與高頻升壓電路(3)、整流濾波電路(4)串聯連接，另一路接保護器(5)的輸入端。保護器(5)的輸出端接脈寬調制電路(7)的第一輸入端；整流濾波電路(4)的輸出端分三路，其中第一路為直流輸出，第二路順序與電壓取樣調節電路(10)、第二驅動電路(14)、第一光電隔離電路(8)、脈寬調制電路(7)串聯連接，脈寬調制電路(7)的輸出端接第一驅動電路(13)的輸入端，第一驅動電路(13)的輸出端接逆變電路(2)的輸入端；整流濾波電路(4)的第三路輸出接交變電壓產生調節電路·中的開關管電路(11)，交變電壓產生調節電路中的對稱方波發生器(12)、第二光電隔離電路(9)、第三驅動電路(15)、開關管電路(11)順序串聯連接；開關管電路(11)的輸出端為交變電壓輸出，接頻率電壓顯示模塊(16)。
2. 根據權利要求l所述的寬幅度調壓調頻儀，其特征在于反激式開關電源電路中的脈寬 調制電路(7)采用脈寬調制芯片TL494(U1)，輸出50KHz脈寬調制信號，脈寬調制芯片TL494(U1) 的12, 8， 11腳接高電平10V, 3腳和2腳通過第二十一電容(C21),第八電阻(R8)，第十電 阻(R10)組成的反饋阻容網絡連接；脈寬調制芯片TL494(U1)的14腳為芯片輸出的標準5V電 壓，2腳通過第十二電阻(R12)與14腳相連接，13腳直接與14腳相連接，15腳通過第十三電 阻(R13)與14腳相接，同時15腳通過第十三電阻(R13)與接在電路主回路中的限流電阻(R20) 的一端相接，限流電阻(R20)的另一端接地；脈寬調制芯片TL494(U1)的4， 7, 16腳接地，9 腳作為芯片的輸出端通過第二十六電阻(R26)接地，在芯片內部組成設計跟隨器；脈寬調制芯 片TL494(U1)的5腳和6腳分別接第一電容(Cl)和第一電阻(Rl)，控制第一電容(Cl)和第 一電阻(R1)的值可以控制脈寬調制芯片TL494(U1) 9腳的輸出為50KHz;脈寬調制芯片TL494(Ul) 的9腳輸出通過第二十二電阻(R22)與第七電容(C7)組成的并聯電路和第二推挽電路T2相 連接然后經過第二十五電阻(R25)，和開關管(Q6)的柵極相連接；開關管(Q6)的漏極接反 激式開關電源電路初級線圈(L16),源極接地；第二十七電容(C27)和第二十八電阻(R28) 串聯后，并接在開關管(Q6)的漏極和源極兩端；反激式開關電源電路的次級線圈(L17)和第 八A二極管(D8A)與第八B二極管(D8B)組成的串聯電路相接，第二十一 A電阻(R21A)并 聯在第八A二極管(D8A)兩端，第二十一B電阻(R21B)并聯在第八B 二極管(D8B)兩端。
3. 根據權利要求1所述的寬幅度調壓調頻儀，其特征在于反激式開關電源電路中，電壓取 樣調節電路(10)和第一光電隔離電路(8)通過由第三電位器(W3)、第四電位器(W4)、多圈電位器(Wl)、微調電位器(R14)組成的分壓取樣電路組成；多圈電位器(Wl)的移動臂和絕 緣柵極場效應管(Q7)的柵極相連，絕緣柵極場效應管(Q7)的漏極連接10V直流電壓，源極 連接光電耦合器TLP641 (U2)輸入端陽極，光電耦合器TLP641 (U2)輸入端陰極極通過第二十二穩 壓二極管(D22)和地相連；絕緣柵極場效應管(Q7)的柵極通過第二十三穩壓二極管(D23) 和地相接；絕緣柵極場效應管(Q7)的輸出端的三極管的集電極和發射極分別和10V直流電壓 以及脈寬調制芯片TL494(叫的1腳相接，作為反饋比較電壓；光電耦合器TLP641(U2)輸出端 三極管的發射極通過第二十七電阻(R27)和地相接組成射極跟隨器。
4. 根據權利要求1所述的寬幅度調壓調頻儀，其特征在于所述的交變電壓產生調節電路(圖 3)中，對稱方波發生器(12)由脈寬調制芯片TL494 (U3)組成，脈寬調制芯片TL494 (U3) 的12、 8、 11腳接高電平10V; 4， 7, 16腳接信號地；2、 14、 13腳通過第二電阻(R2)相連； 15腳通過第三電阻(R3)與14腳相連；5腳分別與第二電容(C2)，第三電容(C3)，第四電容(C4)檔位相接，6腳接微調電位器(R9)和第十四電位器(W14)組成的串聯電路；脈寬調制 芯片TL494 (U3)的輸出端口 10， 9腳通過第六電阻(R6)和第五電阻(R5)接地。
5. 根據權利要求1所述的寬幅度調壓調頻儀，其特征在于所述的交變電壓產生調節電路(圖 3)中，脈寬調制芯片TL494 (U3)輸出端9, IO腳通過第四電阻(R4)、第七電阻(R7)分別 和型號為6N137的第四A、 B高速光電耦合器(U4A， U4B)輸入端二極管陽極相連，型號為6N137 的第四A、 B高速光電耦合器(U4A， U4B)的輸入端陰極接信號地，輸出端的集電極和發射極分 別接直流5V，以及通過第二A電阻(R2A)和第二B電阻(R2B)接第一 A三極管(Q1A)和第一 B三極管(Q1B)，第一A三極管(Q1A)和第一B三極管(Q1B)的放大信號連接至第一 A、 B推 挽電路(T1A、 T1B)，然后第一A、 B推挽電路(T1A、 T1B)的輸出分別和K1119型第五A、 B功 率開關管(Q5A、 Q5B)的柵極相連接；第五A功率開關管(Q5A)的漏極通過第十七A電阻(R17A) 接開關電源產生的直流電壓；第五A功率開關管(Q5A)的源極通過第十七B電阻(R17B)和第 五B功率開關管(Q5B)的漏極相連接；第五B功率開關管(Q5B)的源極接信號地，交變電壓 產生調節電路(圖3)的交變電壓輸出通過第五A功率開關管(Q5A)的源極接第九電容(C9) 和熱敏電阻(RT2)輸出，其中第九電容(C9)和熱敏電阻(RT2)之間通過第十八電阻(R18) 接地。
全文摘要
寬幅度調壓調頻儀主要包括寬幅度電壓連續可調反激式開關電源電路以及可變頻交變高壓產生電路兩大部分。兩部分電路分別通過TL494芯片控制。通過寬幅度電壓可控反激式開關電源產生電壓在8V～1000V連續可調的直流電壓，以及峰峰值在8V～1000V之間連續可調的交變高壓，交變電壓頻率變化范圍10Hz～50KHz，覆蓋了低頻和中高頻。
文檔編號H02M3/335GK101552565SQ20091002927
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者曹真寧, 顧忠澤 申請人:東南大學