CN102468746A

CN102468746A - 单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法

Info

Publication number: CN102468746A
Application number: CN2011103671413A
Authority: CN
Inventors: 蔡宝龙
Original assignee: 724th Research Institute of CSIC
Current assignee: 724th Research Institute of CSIC
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-05-23

Abstract

本发明涉及一种单电源误差放大器在负高压电源采样控制电路中的应用方法，该应用方法突破了通常正、负双电源供电误差放大器对于高压电源负输出电压的采样，利用单电源供电误差放大器，实现了负高压电源输出电压的采样、反相、比较放大和控制调整。该应用方法的原理框图如附图所示。处理流程是：首先，用电阻对负高压电源输出电压进行采样，得到一个负的低电压信号；然后，通过单电源供电的误差放大器将采样到的负低电压信号反相，得到正的低电压信号；最后，正的低电压采样信号送入到单电源误差放大器中与基准电压进行比较放大后，输出误差信号，该信号可以改变电源驱动控制信号的占空比，从而实现电源最终输出电压的调整，在电源领域具有广阔的应用前景。

Description

单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法

技术领域

本发明属于特种电源技术，采用单电源供电误差放大器实现负高压电源输出电压采样、反相、比较放大和控制调整。

背景技术

在电真空管发射机中，为电真空管供电的电源大多是负高压电源，如栅控管慢波线电源、阴控管的阴极电源等等。对于这类大功率、负输出的高压电源，考虑体积、重量和效率等因素，通常都采用开关电源的模式。

开关电源中，通过对输出电压采样，采样结果反馈给控制电路，控制电路把它与基准电压进行比较，得到误差电压信号来控制高频功率开关元件的开关时间比例(占空比)，从而达到调整输出电压的目的。采样电压与基准电压的比较，大多数使用误差放大器来实现。

对于负输出高压电源，通常的做法是：用电阻对输出电压采样，得到一个负的低电压信号送到误差放大器中，直接与负的基准电压比较放大后生成误差电压信号，误差放大器必须采用正、负双电源供电，既增加了一路负低压供电电源，又使误差放大器的外围电路变得复杂。

本发明的思路是利用单电源供电误差放大器，来实现负高压电源输出电压采样、反相、比较放大和控制调整，减少了低压供电电源品种，同时使驱动控制电路简单、可靠。

发明内容

本发明的内容是提供一种单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法。首先，用电阻对负高压电源输出电压进行采样，得到一个负的低电压信号；然后，通过单电源供电的误差放大器将采样到的负低电压信号反相，得到正的低电压信号；最后，正的低电压采样信号送入到单电源误差放大器中与基准电压进行比较放大后，输出误差信号，该信号可以改变电源驱动控制信号的占空比，从而实现电源最终输出电压的调整。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：单电源供电，使用元器件少，具有很好的可操作性，同时具有实时性好、检测稳定性好的特点，在电源领域具有很高的推广应用价值。

下面结合附图对本发明的技术解决方案作详细描述。

附图说明

图1为单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法的工作流程图。

图2为单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法的电路原理图。

具体实施方式

本发明单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法具体实施步骤参见图1：

①对输出负高压进行电阻采样，转换成负的低电压信号；

②单电源误差放大器对负的低电压信号进行反相，产生幅值相同的正电压反馈信号；

③正电压反馈信号与基准电压通过单电源误差放大器比较放大，产生误差信号；

④用误差信号改变驱动控制信号的占空比，达到调整负高压输出的目的。

本发明单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法电路原理图参见图2：

①R1、R2、Rn为采样电阻，将输出负高压信号转换成低电压信号。C1为滤波电容，既可以滤去采样电压的纹波，也可以保证整个电源控制系统的稳定性。

②N1A将采样到的负低电压进行反相。N1的型号为LM124，它内部共有4路误差放大器，该误差放大器具有开环放大倍数高、输入阻抗高、输出阻抗低、温度漂移小、可靠性高等特点。可以工作在双电源供电或单电源供电的形式，在这里采用了单电源供电。N1A为其中的一路误差放大器，工作在线性区。根据理想误差放大器虚短和虚断的特性，可得：

i0≈i2，U2≈U3＝0

而：

i 0 = \frac{U 0 - U 2}{R 4} = \frac{U 0}{R 4}

i 2 = \frac{U 2 - U 1}{R 5} = - \frac{U 1}{R 5}

由此可以得出：

U 1 = - \frac{U 0}{R 4} R 5

上式表明，U1电压与采样电压U0是比例运算关系，式中的负号表示U1与U0反相，由于U0是负的电压，因此U1就是一个正的电压。如果R4与R5取值相同，则U0与U1的幅值相等。

R3、R4、R5、R6、C2共同构成了比例-积分调节器，也就是PI调节器，它可以保证系统的稳定性和控制精度。

③N1B为LM124的另一路误差放大器，也工作在线性区。U1送至N1B的反相输入端，深度电压负反馈保证误差放大器稳定工作。R7、R8提供基准电压U5，U5与U1比较放大后，得到误差电压U7。U7去控制驱动控制信号脉宽τ或者周期T实现对占空比D(D＝τ/T)的调节，最终实现输出负高压的稳压控制。调节电位器R8，改变基准电压U5，可以调整负高压电源的输出电压。

R10、R11、R12、C3、C4构成了比例运算电路、积分运算电路和微分运算电路，也就是PID调节器，它既保证了系统的稳定性和精度，也提高了系统的响应速度。

Claims

单电源误差放大器在负高压电源控制电路中的应用方法，其特征在于：

1.采用单电源误差放大器，通过比例运算、微分运算、积分运算等对负高压电源输出电压采样信号进行反相和误差放大，得到误差电压信号。
2.使用了PI和PID调节器，既保证了系统的稳定性和精度，也提高了系统的响应速度。
3.负高压电源中低压供电电源的品种减少，驱动控制电路简单、可靠。