[發明專利]低頻大功率高壓信號發生裝置及方法

在審

• 申請號: 202010548688.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111525913A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 于文明;馬德平;陶軍澤;陳雙強;陶志豪;吳萬里;李俊嶺
• 申請（專利權）人: 鄭州精鋮電力設備有限公司
• 主分類號: H03K3/80
• 分類號: H03K3/80;H03K3/013;H03K3/012;H03F3/68;G05B19/042;G01R1/28;H02M1/00
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 張曉輝;張永攀

本發明公開了一種低頻大功率高壓信號發生裝置及方法，以解決現有得信號發生器結構復雜，容易損壞的技術問題。本發明包括信號發生單元、信號放大單元、升壓單元，信號發生單元包括單片機控制器，信號放大單元包括電壓放大模塊和功率放大模塊，電壓放大模塊包括順次連接的電壓跟隨組件和運算放大組件，電壓跟隨組件的輸入端和單片機控制器的輸出端對應連接，運算放大組件的輸出端和功率放大模塊的輸入端對應連接。本發明的有益效果在于：電路結構簡單，發熱量少，功耗低，信號質量好。

技術領域

本發明涉及低頻高壓信號發生設備技術領域，具體涉及一種低頻大功率高壓信號發生裝置及方法。

背景技術

不同形式的電信號有著其各自不同的作用，比如低頻高壓信號可以用來檢測供電線路的故障位置，也可以作為用電設備的充電器。現有的低頻高壓信號多采用逆變方式，不僅需要震蕩電路產生開關信號，還需要大功率三極管提供高功率，而功率三極管發熱嚴重，需要散熱塊以輔助散熱，這樣設計出來的產品體積大，而且三極管容易損壞。

發明內容

本發明提供一種低頻大功率高壓信號發生裝置及方法，以解決現有得信號發生器結構復雜，容易損壞的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

設計一種低頻大功率高壓信號發生裝置，包括信號發生單元、信號放大單元、升壓單元，信號發生單元包括單片機控制器，信號放大單元包括電壓放大模塊和功率放大模塊，電壓放大模塊包括順次連接的電壓跟隨組件和運算放大組件，電壓跟隨組件的輸入端和單片機控制器的輸出端對應連接，運算放大組件的輸出端和功率放大模塊的輸入端對應連接。

優選的，電壓跟隨組件包括通用運算放大器U3，其輸出端和其負輸入端對應連接，其正輸入端與單片機控制器對應連接。

優選的，運算放大組件包括三級順次連接的運算放大器，其輸出端輸出兩路反相信號。

優選的，運算放大組件包括通用運算放大器形成的第一級運放和第二級運放，雙端輸入雙端輸出型運算放大器形成的第三級運放。

優選的，功率放大器為D類功率放大器。

優選的，升壓單元包括R型變壓器。

還設計一種低頻大功率高壓信號發生方法，包括：

1.計算低頻信號一個周期N（N≥256）個點對應的電壓值，然后將該電壓值和其對應的周期點存儲在一個數組中；

2.設置時鐘信號，并在每次時鐘更新時順次輸出數組中N個點對應的電壓值

3.對上述輸出信號進行幅值放大和功率放大；

4.將放大后的信號輸入變壓器，即得到所需的低頻大功率高壓信號。

優選的，步驟2中采用DMA的方式調取數組。

優選的，步驟3中信號的幅值放大包括三級運算放大。

優選的，步驟3中，在幅值放大前對輸出信號進行電壓補償。

與現有技術相比，本發明的有益技術效果在于：

1.本發明由單片機直接產生需要的異頻信號源，而非由單片機控制另外的震蕩電路產生，這樣可省去復雜的震蕩電路部分。

2.本發明采用單片機為信號源，功耗低，運放部分使用通用運算放大器，制作方便，所使用的功率放大器最大功率可達到600W，并且使用時可根據情況更換同類型產品。

3.本發明能夠輸出完整的正弦波，噪聲小，信號質量好，可用來放大微弱信號，用作藍牙和wifi等信號的放大。

附圖說明