[發(fā)明專(zhuān)利]一種直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310667140.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103683967A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁莉;許志林;張鐵民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M5/458
• 分類(lèi)號(hào): H02M5/458;H02M1/092
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.一種直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，包括控制電路、電壓變換電路、放大電路、半橋模塊、光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路，其中控制電路用于接收并處理系統(tǒng)輸入的信號(hào)，然后產(chǎn)生的控制信號(hào)一路發(fā)送到放大電路，另一路經(jīng)光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行信號(hào)隔離后，驅(qū)動(dòng)半橋模塊；電壓變換電路用于向放大電路輸出宏微驅(qū)動(dòng)電源需要的各種幅值的直流電，以及為宏微驅(qū)動(dòng)電源中各芯片供電；放大電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及雙級(jí)運(yùn)算放大電路，放大電路用于在控制電路控制下輸出半橋模塊所需的幅值可調(diào)的直流高壓電；半橋模塊包括由六個(gè)IGBT構(gòu)成的三路半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路，根據(jù)光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路給出的不同驅(qū)動(dòng)信號(hào)，工作在宏驅(qū)動(dòng)狀態(tài)或微驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，工作在宏驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出高頻高壓的交流電，工作在微驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出高壓直流電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述控制電路包括輸入電路、控制器及狀態(tài)顯示模塊，其中控制器用于接收輸入電路的輸入信號(hào)，并初始化宏微驅(qū)動(dòng)電源的各項(xiàng)參數(shù)，作宏驅(qū)動(dòng)時(shí)，初始化超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值、頻率、相位和占空比；作微驅(qū)動(dòng)時(shí)，初始化輸出直流信號(hào)的幅值、方向；同時(shí)，根據(jù)輸入信號(hào)的變化，改變輸出信號(hào)的各項(xiàng)參數(shù)；

所述輸入電路包括模擬信號(hào)處理單元和數(shù)字信號(hào)處理單元，模擬信號(hào)處理單元采用電阻分壓原理，輸出模擬信號(hào)給控制器，用于改變控制電路輸出信號(hào)的幅值、頻率及相位差，數(shù)字信號(hào)處理單元利用開(kāi)關(guān)輸出數(shù)字信號(hào)給控制器，控制宏微驅(qū)動(dòng)電源的宏微驅(qū)動(dòng)切換；

所述狀態(tài)顯示模塊用于顯示系統(tǒng)的所處狀態(tài)；

所述半橋模塊的輸入電源為雙級(jí)運(yùn)算放大電路輸出的高壓直流電，其有3個(gè)輸出端，分別為第一輸出端、COM端、第二輸出端；半橋模塊包括六個(gè)IGBT，分別為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，上述6個(gè)IGBT組成三路半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；Q1、Q2構(gòu)成一半橋電路，Q5及Q6構(gòu)成一半橋電路，二者結(jié)構(gòu)相同；

所述光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路由若干片IGBT門(mén)驅(qū)動(dòng)光電耦合器組成，其中上半橋光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路包括3個(gè)IGBT門(mén)驅(qū)動(dòng)光電耦合器，分別由專(zhuān)門(mén)的獨(dú)立電源供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述電壓變換電路包括升壓變換模塊和降壓變換模塊，其中升壓變換模塊包括依次相連的升壓變壓器、高壓整流電路、高壓穩(wěn)壓電路，降壓變換模塊包括依次相連的降壓變壓器、低壓整流電路與低壓穩(wěn)壓電路，用于對(duì)市電分別進(jìn)行升壓、降壓變換，然后整流穩(wěn)壓后輸出不同幅值的直流電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述升壓變壓器用于對(duì)市電AC220V進(jìn)行升壓變換，并且在升壓后輸出高壓交流電；所述高壓整流電路采用全橋整流電路，用于把高壓交流電整流成高壓直流；所述高壓穩(wěn)壓電路采用集成穩(wěn)壓芯片構(gòu)成的懸浮式調(diào)壓技術(shù)，用于對(duì)高壓整流電路輸出的紋波較大的高壓直流電進(jìn)行穩(wěn)壓，并且將穩(wěn)定后的高壓直流輸出到雙級(jí)運(yùn)算放大電路；所述降壓變壓器用于對(duì)市電AC220V進(jìn)行降壓變換，并且在降壓后輸出低壓交流電；所述低壓整流電路采用全橋整流電路，用于將低壓交流電進(jìn)行整流濾波后輸出低壓直流電；所述低壓穩(wěn)壓電路采用包括若干種型號(hào)的集成穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓電路，用于對(duì)低壓整流電路輸出的紋波較大的低壓直流電進(jìn)行穩(wěn)壓，輸出幅值穩(wěn)定的直流電，這些直流電作為宏微驅(qū)動(dòng)電源中各芯片的供電電源。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直線驅(qū)動(dòng)器的宏微驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述放大電路中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用集成數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，用于將控制器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量然后輸出給雙級(jí)運(yùn)算放大電路；雙級(jí)運(yùn)算放大電路，采用雙級(jí)放大結(jié)構(gòu)，其中前置低壓誤差放大器采用雙極性運(yùn)算放大器集成電路，后置雙端不對(duì)稱(chēng)電源供電的MOSFET運(yùn)算放大器，用于放大信號(hào)的電壓及功率，并將輸出的連續(xù)可調(diào)的直流電供給半橋模塊；控制器輸出的信號(hào)包括12位數(shù)字信號(hào)及6路IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中12位數(shù)字信號(hào)輸送給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，用于調(diào)節(jié)宏微驅(qū)動(dòng)電源輸出信號(hào)的幅值大小，6路IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送給光耦隔離驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)光耦隔離電路進(jìn)行信號(hào)隔離放大后，輸送給半橋模塊。