具有升压器的振荡器电路制造技术

一种具有升压器的振荡器电路，包括用于使输入直流电压振荡并升高的分离的线圈。两个线圈沿相反方向绕制并且彼此磁性地耦接。所述线圈之一与电容器串联以形成LC振荡器。该电路使得能够通过改变与电容器串联的线圈的匝数或通过改变电容器的值来改变振荡频率。还可以通过改变其余线圈的匝数来改变输出电压电平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有升压器的振荡器电路
本申请涉及振荡器电路。具体地，在直流(DC)电压被施加时，所述电路可以提供比所施加的DC电压大的输出电压。
技术介绍
振荡器将DC电源电压诸如电池转换为交流(AC)输出。存在各种振荡器电路。根据应用的领域，可以要求振荡器具有某些操作参数，诸如低功耗、低相位噪声、高振荡频率、宽振荡频率调节范围、对干扰信号的低敏感度和/或低制造成本。举例而言，一些包括频率确定部件诸如电感器(L)和电容器(C)的LC振荡器实现了许多以上列举的参数。电感器和电容器的值确定所得AC输出的频率(振荡频率)。图1图示了基本的LC振荡器储能电路。该电路包括感应线圈L’(L撇)和电容器C’(C撇)。电容器以静电场(电压)的形式将能量跨其板a与b来存储，而感应线圈L’以电磁场的形式存储能量。当开关S1处于位置1时，电容器C’充电最高至电池B的DC电源电压。开关然后移动至使电容器C’与电感器L’并联的位置2。电容器C’通过电感器L’放电，导致当通过L的电流开始沿第一方向上升时C两端的电压下降。L’中的电流的增加在L’周围引起抵抗电流的所述流动的电磁场。当电容器C’被完全放电时，原来存储在电容器C’中的能量现在被存储在感应线圈L’中作为线圈绕组周围的电磁场。因为电路中不存在用于维持线圈内的电流的外加电压，所以电磁场开始衰减。电磁场的衰减使得在电感器L’中感生出试图保持电流沿原方向流动的反电动势(反EMF)。该电流现在以与其原电荷相反的极性对电容器C’进行充电。C’继续充电直至上述电流降低至零并且线圈的电磁场已经完全衰减。原来通过开关被引入至电路中的能量被返回电容器，电容器在其两端再次具有电压电势，尽管该电压电势现在具有相反的极性。电容器现在开始再次通过线圈L’反向放电，整个过程被重复。当能量在电容器与电感器之间被往返传递时，电压的极性改变。要不是能量在L’与C’之间传输时的损失，该过程将无限重复。因此，已经开发用以补偿损失的能量的电路元件。图2图示了晶体管LC振荡器，其是一个如下电路元件：该电路元件使用晶体管作为放大器开关以得到来自LC储能电路的输出的一部分，对该部分进行放大并将能量馈送回LC储能电路。晶体管Q’(Q撇)用作LC振荡放大器。LC储能电路200是Q’的集电极负载。放大器202包括晶体管Q和另一线圈L”(L两撇)，线圈L”具有与L’的场相互耦合的电磁场并且连接在晶体管Q的基极与发射极之间。相应地，在储能电路200与放大器电路202之间存在互感。在一个线圈电路中流动的变化电流通过电磁感应在另一线圈电路中感生出电势电压。如此，当LC储能电路200中发生振荡时，电磁能量从线圈L’被传输至线圈L”，并且在晶体管Q的基极与发射极之间施加有与在储能电路200中的电压具有相同频率的电压。以这种方式，必要的自动反馈电压被施加至放大晶体管。反馈量通过两个线圈L’与线圈L”之间的耦合来控制。为了维持振荡，施加至储能电路的电压必须与在储能电路中发生的振荡“同相位”。这通过在给定振荡器电路的正确的幅度相位关系的情况下沿相对于线圈L’的正确方向绕制线圈L”来实现。输出电压Vout是正弦的并且这样的振荡器通常称为“谐波振荡器”。谐波振荡器具有许多不同形式，这是因为存在许多不同的用于构造LC储能电路和放大器的方式，最常见的为HartleyLC振荡器、ColpittsLC振荡器、Armstrong振荡器以及Clapp振荡器等。在图3中，集成电路定时器555、R1’(R1撇)以及C1’(C1撇)包括振荡单元。振荡频率随着R1’和C1’的值而变化。令R1’＝12KΩ并且C1’＝2200pF，则振荡频率为约20kHz并且输出dc电压Vout为电源电压Vin的约2.2倍。输出电流可以达到50mA。在该电路中使用双极晶体管。在该电路中，电源电压必须等于或大于约4.5V以操作定时器555。可以向振荡器电路添加电路元件以与输入电压相比较升高输出电压。图4图示了具有通过VT1和VT2实现的两级放大的LC振荡器。Vin可以为1.5V并且放大导致Vout＝9V。在这种情况下，VT3和VD3用作串联稳压器以防止Vout升高至高于VT3的基极-发射极和VD3的击穿电压。
技术实现思路
公开了一种具有升压器的振荡器电路，包括：第一电感器和磁性地耦接至第一电感器的第二电感器。第二电感器的第一端子在输入电压接合点处连接至第一电感器的第一端子。第一晶体管具有连接至输入电压接合点的第一晶体管发射极。第二晶体管具有连接至输入电压公共返回点的第二晶体管发射极。第二晶体管集电极的集电极耦接至第一电感器的第二端子，第二晶体管的基极连接至第一晶体管集电极的集电极。电容器与第二电感器串联。电容器的第一端子连接至第二电感器的第二端子，电容器的其余端子连接至第二晶体管的基极。在直流电压被跨输入电压接合点和输入电压公共返回点施加并且预定电压电平被施加至第一晶体管的基极以导通第一晶体管时，在第二晶体管的集电极处出现振荡电压。附图说明图1图示了简单的LC振荡器电路；图2图示了具有晶体管放大器的LC振荡器；图3图示了使用集成电路定时器的振荡器；图4图示了使用集成电路定时器并且具有晶体管放大器的振荡器；图5是根据本专利技术的具有升压器的振荡器电路的框图；图6图示了图5的框图中的、具有电子开关的详细的电路元件；图7图示了图5的框图中的、具有闭合/断开开关的详细的电路元件；图8图示了具有升压器的振荡器电路的特定实施方式；以及图9A至图9C是在图8的实施方式中的特定位置处的示波器波形。具体实施方式在这些讨论中，应用于晶体管的用语“导通”、“饱和模式”以及“饱和”可互换使用以表示本领域的普通技术人员通常所理解的晶体管处于导通状态。应用于晶体管的用语“关断”、“截止模式”以及“截止”用于表示本领域的普通技术人员通常所理解的晶体管处于关断状态。用语“电感器”、“线圈”以及“感应元件”可互换使用。图5图示了具有升压器500(“振荡器/升压器”)的振荡器电路，升压器500用于将线路502上提供的直流(DC)输入电压Vin转换为线路504上的振荡输出电压Vosc。如随后所描述的，Vosc504具有比Vin502大的峰值电压电平。Vin502在公共线路506(“公共部分”)上具有返回。可以在DC输入电压两端布置输入滤波器508。在一种实施方式中，可以使用电子开关510来启动振荡器/升压器500的操作。如本文中以下所讨论的，电子开关510可以通过向振荡器/升压器提供线路512上的启动电压Vstart来启动振荡器/升压器500。可以在电子开关510两端布置高频滤波器514以对例如在开关电路元件中形成的高频电气噪声进行滤波，从而避免振荡器/升压器的不期望的启动。可以向整流器516提供Vosc504，该整流器516向负载RL522提供整流后的Vosc作为线路或端子520上的输出电压Vout。还可以向电压调节器518提供Vout520，用于控制来自振荡器/升压器的Vosc504的峰值电压电平。还可以通过输出滤波器524对等于Vout520的整流后的Vosc进行滤波。电子开关的电路元件：图6图示了本专利技术的具有电子开关610的振荡器/升压器500的一种实施方式。负载RL622的连接可以启动振荡器/升压器500的操作。RL6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有升压器的振荡器电路，包括：第一电感器；第二电感器，所述第二电感器磁性地耦接至所述第一电感器，所述第二电感器的第一端子在输入电压接合点处连接至所述第一电感器的第一端子；第一晶体管，所述第一晶体管具有第一晶体管集电极、第一晶体管基极以及连接至所述输入电压接合点的第一晶体管发射极；第二晶体管，所述第二晶体管具有连接至输入电压公共返回点的第二晶体管发射极、耦接至所述第一电感器的第二端子的第二晶体管集电极以及连接至所述第一晶体管集电极的第二晶体管基极；以及电容器，所述电容器与所述第二电感器串联，具有连接至所述第二电感器的第二端子的电容器第一端子，并且具有连接至所述第二晶体管基极的电容器第二端子；其中，在直流电压被跨所述输入电压接合点和所述输入电压公共返回点施加并且预定电压电平被施加至所述第一晶体管基极以导通所述第一晶体管时，在所述第二晶体管集电极处出现振荡电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.26 US 13/456,2721.一种具有升压器的振荡器电路，包括：第一电感器；第二电感器，所述第二电感器磁性地耦接至所述第一电感器，所述第二电感器的第一端子在输入电压接合点处连接至所述第一电感器的第一端子；第一晶体管，所述第一晶体管具有第一晶体管集电极、第一晶体管基极以及连接至所述输入电压接合点的第一晶体管发射极；第二晶体管，所述第二晶体管具有连接至输入电压公共返回点的第二晶体管发射极、耦接至所述第一电感器的第二端子的第二晶体管集电极以及连接至所述第一晶体管集电极的第二晶体管基极；以及电容器，所述电容器与所述第二电感器串联，具有连接至所述第二电感器的第二端子的电容器第一端子，并且具有连接至所述第二晶体管基极的电容器第二端子；其中，在直流电压被施加在所述输入电压接合点和所述输入电压公共返回点之间并且预定电压电平被施加至所述第一晶体管基极以导通所述第一晶体管时，在所述第二晶体管集电极处出现振荡电压。2.根据权利要求1所述的振荡器电路，其中，所述第一电感器和所述第二电感器沿相反方向绕制。3.根据权利要求1所述的振荡器电路，其中，所述第一晶体管是PNP型晶体管，所述第二晶体管是NPN型晶体管。4.根据权利要求3所述的振荡器电路，其中，所述第一晶体管是S8550型，所述第二晶体管是S8050型。5.根据权利要求3所述的振荡器电路，其中，在所述输入电压接合点与所述输入电压公共返回点之间连接有滤波器。6.根据权利要求3所述的振荡器电路，包括：整流器，所述整流器用于将所述振荡电压整流成直流电压；以及调节器，所述调节器用于将所述直流电压调节成期望值。7.根据权利要求6所述的振荡器电路，其中，所述整流器为具有连接至所述第二晶体管集电极的整流器阳极的二极管，以及其中，所述调节器为具有连接至所述整流器的阴极的齐纳阴极以及连接至所述第一晶体管基极的齐纳阳极的齐纳二极管。8.根据权利要求7所述的振荡器电路，包括：电子开关，所述电子开关用于使得所述第一晶体管处于导通状态，其中，在所述第一晶体管处于导通状态时，所述第二晶体管处于导通状态。9.根据权利要求8所述的振荡器电路，其中，所述电子开关包括：第三晶体管，所述第三晶体管具有耦接至所述第一晶体管基极的第三晶体管集电极以及连接至所述输入电压公共返回点的第三晶体管发射极；第四晶体管，所述第四晶体管具有连接至所述第三晶体管的基极的第四晶体管发射极以及耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，
申请(专利权)人：全球离子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US