四极杆电源驱动电路的制作方法

1.本发明属于电源电路技术领域，具体涉及四极杆电源驱动电路。


背景技术：

2.传统的四极杆电源通常采用晶振作为射频的信号源，其频率固定不变。受限于制造工艺，空心变压器和四极杆形成的lc串联谐振电路的谐振频率不可能恰好在晶振的频率点上，故传统四极杆电源的输出极需要外置大体积的可调电容。另外，还需要调整电感和通过dds等方式调整次级线圈谐振频率，驱动较为复杂，电源响应存在延迟，且稳定性一般。


技术实现要素：

3.基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的四极杆电源驱动电路。
4.为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
5.四极杆电源驱动电路，包括：
6.mcu；
7.数模转换器，与mcu连接，用于设置输出的模拟电压；
8.第一误差比较器，用于采集功率驱动电路的电流并与设置的模拟电压进行比较，以产生误差与频率相关的第一误差信号给自动调频电路；
9.自动调频电路，用于根据第一误差信号调整输出的频率；
10.高压变换器，用于将功率驱动电路输出的电压调高；
11.反馈电路，用于将调高的电压反馈至反馈电路第二误差比较器；
12.第二误差比较器，用于根据反馈电路反馈的电压值与设置的模拟电压进行比较，产生误差与电压幅值相关的误差信号给可调电压模块；
13.可调电压模块，用于根据误差电压的不同，调整功率驱动电路的驱动电压实现调幅。
14.作为优选方案，所述第一误差比较器和第二误差比较器集成于运放u1，数模转换器输出模拟电压至运放u1的10脚和13脚，运放u1的9脚连接运放u1的8脚，运放u1的8脚接运放u1的5脚，运放u1的7脚接电阻r6，电阻r6的另一端接自动调频电路的输入；
15.运放u1的12脚连接反馈电路的输出，运放u1的14脚连接可调电压模块的输入。
16.作为优选方案，所述自动调频电路包括电阻r5和压控振荡器u4，电阻r5的一端连接自动调频电路的输入和压控振荡器u4的3脚，电阻r5的另一端接vcc；
17.压控振荡器u4的1脚接vcc、2脚接地、4脚接地、5脚连接自动调频电路的输出。
18.作为优选方案，所述功率驱动电路包括电阻r4、非门芯片u2、与门芯片u3、电阻r2、场效应管q1、电阻r3、场效应管q2、非门芯片u5、电阻r9和电阻r11，与门芯片u3的2脚、5脚连接功率驱动电路的输入，与门芯片u3的1脚连接电阻r4，电阻r4的另一端接vcc；与门芯片u3
的1脚接vcc，与门芯片u3的4脚和6脚接地；与门芯片u3的7脚连接非门芯片u2的5脚，与门芯片u3的3脚连接非门芯片u5的5脚，非门芯片u2的6脚连接电阻r2，电阻r2的另一端连接场效应管q1的栅极，场效应管q1的源极接电阻r3，电阻r3的另一端连接至串联的电阻r9、电阻r11之间并连接至电流反馈，电阻r11的另一端接地，非门芯片u5的6脚连接电阻r7，电阻r7的另一端连接场效应管q2的栅极，场效应管q2的源极连接电阻r9的另一端，场效应管q1和场效应管q2的漏极分别接高压变换器的初级线圈，高压变换器的初级线圈的中心抽头连接可控电压模块的输出，高压变换器的次级线圈连接反馈电路的输入；
19.其中，非门芯片u2的3脚连接自动调频电路的输出，非门芯片u2的4脚连接功率驱动电路的输入。
20.作为优选方案，所述功率驱动电路的电流反馈连接运放u6的12脚，运动u6的13脚连接电阻r10、电阻r8，电阻r10的另一端接地，电阻r8的另一端接运放u6的14脚和运放u1的6脚。
21.作为优选方案，所述反馈电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电感l1和检压电阻r1，电容c1与电容c4并联且均与反馈电路的输入连接，串联的二极管d1、二极管d2与串联的二极管d3、二极管d4并联；电容c1连接至二极管d1与二极管d2之间，电容c4连接至二极管d3与二极管d4之间，二极管d1和二极管d3的负极均连接至电容c3的一端，电容c3的另一端分别与二极管d2和二极管d4的正极连接，检压电阻r1与电容c3并联，电容c2与检压电阻r1并联，且电容c2与检压电阻r1之间连接有电感l1，反馈电路的输出分别与电感l1和电容c2连接。
22.作为优选方案，所述非门芯片u2的型号为sn74hct04d。
23.作为优选方案，所述与门芯片u3的型号为74lvc2g86dctr。
24.作为优选方案，所述压控振荡器u4的型号为ltc1799。
25.本发明与现有技术相比，有益效果是：
26.本发明的四极杆电源驱动电路，驱动电源响应快，稳定性好，且驱动简单；无需外置大体积的可调电容、调整麻烦的电感和通过dds等方式调整次级线圈谐振频率；另外，电路体积小，使用简单方便。
附图说明
27.图1是本发明实施例1的四极杆电源驱动电路的电路示意图。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
29.实施例1：
30.如图1所示，本实施例的四极杆电源驱动电路，包括：
31.mcu；
32.数模转换器dac，与mcu连接，用于设置输出的模拟电压；
33.第一误差比较器，用于采集功率驱动电路的电流并与设置的模拟电压进行比较，以产生误差与频率相关的第一误差信号给自动调频电路；
34.自动调频电路，用于根据第一误差信号调整输出的频率；
35.高压变换器，用于将功率驱动电路输出的电压调高；
36.反馈电路，用于将调高的电压反馈至反馈电路第二误差比较器；
37.第二误差比较器，用于根据反馈电路反馈的电压值与设置的模拟电压进行比较，产生误差与电压幅值相关的误差信号给可调电压模块；
38.可调电压模块，用于根据误差电压的不同，调整功率驱动电路的驱动电压实现调幅。
39.其中，第一误差比较器和第二误差比较器集成于运放u1。
40.数模转换器dac输出模拟电压至运放u1的10脚和13脚，运放u1的9脚连接运放u1的8脚，运放u1的8脚接运放u1的5脚，运放u1的7脚接电阻r6，电阻r6的另一端接自动调频电路的输入；
41.运放u1的12脚连接反馈电路的输出，运放u1的14脚连接可调电压模块的输入。
42.具体地，本实施例的自动调频电路包括电阻r5和压控振荡器u4，电阻r5的一端连接自动调频电路的输入和压控振荡器u4的3脚，电阻r5的另一端接vcc；
43.压控振荡器u4的1脚接vcc、2脚接地、4脚接地、5脚连接自动调频电路的输出。
44.其中，压控振荡器u4的型号选用ltc1799，但不限于该型号，也可根据实际应用需要选用现有常用的其他型号。
45.本实施例的功率驱动电路包括电阻r4、非门芯片u2、与门芯片u3、电阻r2、场效应管q1、电阻r3、场效应管q2、非门芯片u5、电阻r9和电阻r11，与门芯片u3的2脚、5脚连接功率驱动电路的输入，与门芯片u3的1脚连接电阻r4，电阻r4的另一端接vcc；与门芯片u3的1脚接vcc，与门芯片u3的4脚和6脚接地；与门芯片u3的7脚连接非门芯片u2的5脚，与门芯片u3的3脚连接非门芯片u5的5脚，非门芯片u2的6脚连接电阻r2，电阻r2的另一端连接场效应管q1的栅极，场效应管q1的源极接电阻r3，电阻r3的另一端连接至串联的电阻r9、电阻r11之间并连接至电流反馈，电阻r11的另一端接地，非门芯片u5的6脚连接电阻r7，电阻r7的另一端连接场效应管q2的栅极，场效应管q2的源极连接电阻r9的另一端，场效应管q1和场效应管q2的漏极分别接高压变换器的初级线圈，高压变换器的初级线圈的中心抽头连接可控电压模块的输出，高压变换器的次级线圈连接反馈电路的输入；
46.其中，非门芯片u2的3脚连接自动调频电路的输出，非门芯片u2的4脚连接功率驱动电路的输入。
47.本实施例的非门芯片u2的型号选用sn74hct04d，与门芯片u3的型号选用74lvc2g86dctr，但不限于该型号，也可根据实际应用需要选用现有常用的其他型号。另外，本实施例的可控电压模块可采用现有常用的电压控制模块，具体不限定。
48.另外，本实施例的功率驱动电路的电流反馈连接运放u6的12脚，运动u6的13脚连接电阻r10、电阻r8，电阻r10的另一端接地，电阻r8的另一端接运放u6的14脚和运放u1的6脚。
49.本实施例的反馈电路包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电感l1和检压电阻r1，电容c1与电容c4并联且均与反馈电路的输入连
接，串联的二极管d1、二极管d2与串联的二极管d3、二极管d4并联；电容c1连接至二极管d1与二极管d2之间，电容c4连接至二极管d3与二极管d4之间，二极管d1和二极管d3的负极均连接至电容c3的一端，电容c3的另一端分别与二极管d2和二极管d4的正极连接，检压电阻r1与电容c3并联，电容c2与检压电阻r1并联，且电容c2与检压电阻r1之间连接有电感l1，反馈电路的输出分别与电感l1和电容c2连接。
50.本实施例的四极杆电源驱动电路的控制原理为：
51.电阻r11为检流电阻，v＝i*r11，经运放放大(1+r8/r10)倍后与dac输出的模拟电压进行比较输出误差电压，进而控制输出频率
52.电阻r1为检压电阻，射频电压经c1，c4，r1分压后与数模转换器dac输出的模拟电压进行比较输出误差电压，进而控制可控电压模块输出对应的电压调整rf电压的幅值。
53.以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。