一种在高电压环境下工作的低电压运放电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低电压运放电路，尤其涉及一种在高电压环境下工作的低电压运放电路。
【背景技术】
[0002]现如今，随着电子科技的进步，生活中出现了越来越多的电子设备，而在电子设备中，放大电路往往是一个不可缺少的电路，运放应用极为广泛，它具有高增益、输入阻抗大、线性好和可灵活使用等优点。一般运放的电压工作环境在±15V以内，当需要运算放大器输出值达到±60V或更高时，现有的运放电路由于其本身设计的限制，很难实现完成这个任务。因此一种能够实现这种功能、能够使得运放不失真且具有很好的精度的运算电路，就显得非常的急迫。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的问题，本实用新型的目的是提供一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其结构简单，同时保证运放的线性。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，包括双极性运算放大器U2、第一稳压二极管D5、第二稳压二极管D6、NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2 ;所述双极性运算放大器U2的输入端并联反相连接的第一二极管Dl和第二二极管D2，双极性运算放大器U2的正向输入端通过第一电阻Rl连接输入信号；所述双极性运算放大器U2的输出端与第一稳压二极管D5的正极连接，稳压二极管D5的负极通过第三电阻R3与NPN晶体管Ql的基极连接，稳压二极管D5的负极还通过第四电阻R4与正电源Vb连接；NPN晶体管Ql的集电极与直流电源Vb连接，NPN晶体管Ql的发射极与双极性运算放大器U2的一个电源端连接；所述双极性运算放大器U2的输出端还与第二稳压二极管D6的负极连接，稳压二极管D6的正极通过第五电阻R5与PNP晶体管Q2的基极连接，二极管Q6的正极还通过第七电阻R7与负电源Vb连接，PNP晶体管Q2的集电极与直流负电源Vb连接，PNP晶体管Q2的发射极与双极性运算放大器U2的另一个电源端连接。
[0006]进一步地，所述低电压运放电路还包括第三二极管D3和第四二极管D4，用于实现过压保护；所述第三二极管D3的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与NPN晶体管Ql的发射极连接；所述第四二极管D4的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与PNP晶体管Q2的发射极连接。
[0007]进一步地，所述双极性运算放大器U2的反相输入端通过第二电阻R2与高电压环境下工作的低电压运放电路的输出端形成反馈电路。
[0008]进一步地，所述NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2的基极和集电极之间分别设有第一电容Cl和第二电容C2，用于消除电路中的高频信号。
[0009]进一步地，所述第一稳压二极管D5和第二稳压二极管D6采用的是HZ9B3。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]本实用新型通过合理地结合双极性运算放大器U2、稳压二极管和三极管，实现了无论输出电压是高压还是低压，都能确保运算放大器的供电电压在其工作电压范围内，且保证了运算放大器的线性性。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例作详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的界定。
[0014]本实用新型中，所述第一稳压二极管D5和第二稳压二极管D6采用的是HZ9B3，稳压管一HZ9B3的稳压在9V左右，所述运算放大器U2采用的是运放IC一0PA627，其工作电压为 ±18V ;
[0015]如图1所示，一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，包括双极性运算放大器U2、第一稳压二极管D5、第二稳压二极管D6、NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2 ;所述双极性运算放大器U2的输入端并联反相连接的第一二极管Dl和第二二极管D2，二极管Dl和二极管D2用于限制输入差模电压，双极性运算放大器U2的正向输入端通过第一电阻Rl连接输入信号；所述双极性运算放大器U2的输出端与第一稳压二极管D5的正极连接，稳压二极管D5的负极通过第三电阻R3与NPN晶体管Ql的基极连接，稳压二极管D5的负极还通过第四电阻R4与正电源Vb连接；NPN晶体管Ql的集电极与直流电源Vb连接，NPN晶体管Ql的发射极与双极性运算放大器U2的一个电源端连接；所述双极性运算放大器U2的输出端还与第二稳压二极管D6的负极连接，稳压二极管D6的正极通过第五电阻R5与PNP晶体管Q2的基极连接，二极管Q6的正极还通过第七电阻R7与负电源Vb连接，PNP晶体管Q2的集电极与直流负电源Vb连接，PNP晶体管Q2的发射极与双极性运算放大器U2的另一个电源端连接；所述NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2的基极和集电极之间分别设有第一电容Cl和第二电容C2，用于消除电路中的高频信号。
[0016]在本实用新型中，所述低电压运放电路还包括第三二极管D3和第四二极管D4，用于实现过压保护功能；所述第三二极管D3的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与NPN晶体管Ql的发射极连接；所述第四二极管D4的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与PNP晶体管Q2的发射极连接。
[0017]所述双极性运算放大器U2的反相输入端通过通过第二电阻R2与高电压环境下工作的低电压运放电路的输出端形成反馈电路。
[0018]下面结合上述内容和图1分析在输出高电压时(正负60V以上)，运算放大器能否正常工作；
[0019]当输出OV时:第一稳压二极管D5和第二稳压二极管D6导通
[0020]①点的电压为+9V，②点电压为+9V-0.7V ^ +9V ；
[0021 ] ③点的电压为-9V，④点的电压为-9V+0.7V ^ -9V ；
[0022]上述的9V是稳压二极管的稳压值，所述的0.7V是普通三极管Vbe之间的压降；
[0023]运算放大器U2的绝对电压工作范围为I②-④I =18V，在其工作电压范围内。
[0024]当输出60V时:
[0025]①点的电压60V+9V=69V，②点电压为69V-0.7V ~ 69V ；
[0026]③点的电压为60V_9V=51V，④点的电压为51V+0.7V ^ 51V ；
[0027]运算放大器U2的绝对电压工作范围为I②-④I =18V，在其工作电压范围内。
[0028]同理，当输出为-60V时:
[0029]运算放大器U2的绝对电压工作范围为I②-④I =18V，在其工作电压范围内。
[0030]由上可知，本实用新型的低电压运放电路，无论输出电压的高低，运算放大器都能正常工作。
[0031]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】之一，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其特征在于:包括双极性运算放大器U2、第一稳压二极管D5、第二稳压二极管D6、NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2 ;所述双极性运算放大器U2的输入端并联反相并联的第一二极管Dl和第二二极管D2，双极性运算放大器U2的正向输入端通过第一电阻Rl连接输入信号；所述双极性运算放大器U2的输出端与第一稳压二极管D5的正极连接，稳压二极管D5的负极通过第三电阻R3与NPN晶体管Ql的基极连接，稳压二极管D5的负极还通过第四电阻R4与正电源Vb连接；NPN晶体管Ql的集电极与直流电源Vb连接，NPN晶体管Ql的发射极与双极性运算放大器U2的一个电源端连接；所述双极性运算放大器U2的输出端还与第二稳压二极管D6的负极连接，稳压二极管D6的正极通过第五电阻R5与PNP晶体管Q2的基极连接，稳压二极管Q6的正极还通过第七电阻R7与负电源Vb连接，PNP晶体管Q2的集电极与直流负电源V b连接，PNP晶体管Q2的发射极与双极性运算放大器U2的另一个电源端连接。
2.根据权利要求1所述的一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其特征是:所述低电压运放电路还包括第三二极管D3和第四二极管D4，用于实现过压保护；所述第三二极管D3的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与NPN晶体管Ql的发射极连接；所述第四二极管D4的正极与双极性运算放大器U2的反相输入端连接，其负极与PNP晶体管Q2的发射极连接。
3.根据权利要求1所述的一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其特征是:所述双极性运算放大器U2的反相输入端通过第二电阻R2与高电压环境下工作的低电压运放电路的输出端形成反馈电路。
4.根据权利要求1所述的一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其特征是:所述NPN晶体管Ql和PNP晶体管Q2的基极和集电极之间分别设有第一电容Cl和第二电容C 2，用于消除电路中的高频信号。
5.根据权利要求1所述的一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，其特征是:所述第一稳压二极管D5和第二稳压二极管D6采用的是HZ9B3。
【专利摘要】本实用新型公开了一种在高电压环境下工作的低电压运放电路，包括双极性运算放大器U2、第一稳压二极管D5、第二稳压二极管D6、NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2；双极性运算放大器U2的正向输入端通过第一电阻R1连接输入信号；双极性运算放大器U2的输出端通过正接的第一稳压二极管D5与NPN晶体管Q1的基极连接，NPN晶体管Q1的发射极与双极性运算放大器U2的一个电源端连接；双极性运算放大器U2的输出端通过反接的第二稳压二极管D6与PNP晶体管Q2的基极连接，PNP晶体管Q2的发射极与双极性运算放大器U2的另一个电源端连接。本实用新型电路结构简单，能够实现无论输出电压是高压还是低压，都能确保运算放大器的供电电压在其工作电压范围内。
【IPC分类】H03F3-45
【公开号】CN204597904
【申请号】CN201520399705
【发明人】李兆明, 钱卫东, 殷飞
【申请人】苏州索拉科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月11日