一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，包括恒定导通时间的降压控制器模块以及与降压控制器模块连接的恒流源模块。所述降压控制器模块包括：通断控制电路：由第四电阻、第五电阻和第二三极管组成；电流限制调节电路：由降压控制器、高压输入电源滤波电容、第三旁路电容、第四旁路电容，低ESR栅极驱动器偏置电容，第五电容和第二电阻并联组成；纹波配置电路：由电流检测电阻、PFET、降压导通时间及开关频率设置电阻、功率电感、肖特基二极管、由第六电阻、第六电容和第九电容组成；以及精密反馈电阻、输出滤波电容和滤波电容。

A High Voltage Pulse Driving Circuit with Adjustable Output Waveform

The invention provides a high voltage pulse driving circuit with adjustable output waveform, which comprises a step-down controller module with constant turn-on time and a constant current source module connected with the step-down controller module. The step-down controller module comprises an on-off control circuit consisting of a fourth resistor, a fifth resistor and a second triode; a current limiting regulating circuit consisting of a step-down controller, a filter capacitor of a high-voltage input power supply, a third bypass capacitor, a fourth bypass capacitor, a bias capacitor of a low ESR gate driver, a fifth capacitor and a second resistor in parallel; and a ripple configuration circuit consisting of a current detector. Resistance measurement, PFET, step-down conduction time and switching frequency setting resistance, power inductance, Schottky diode, consisting of sixth resistance, sixth capacitor and ninth capacitor, as well as precision feedback resistance, output filter capacitor and filter capacitor.

【技术实现步骤摘要】
一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路
本专利技术涉及工业喷墨三维打印
，特别是一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路。
技术介绍
工业喷墨三维打印技术具有非接触、高效、材料适应性广等优点，是目前三维打印行业非常重要的一种工艺技术。针对不同的打印粘结剂，工业打印头都需要开发测试一种最适合该粘结剂的波形，大部分的降压控制器都只产生一个固定的输出电压，不适合工业喷墨应用，故波形可调的高压脉冲驱动电路需要有输出波形可调整的功能。功率MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化层半导体场效晶体管)属于电压控制型器件,当其栅极和源极之间施加的电压超过其门限电压时，MOSFET就会导通。由于MOSFET存在米勒电容，所以其充电过程为非线性过程如图3。如附图2所示的即是一种脉冲波形，t0-t1这段时间，脉冲电压以设定的斜率参数上升，此时喷头内的压电陶瓷片发生微小变形。t1-t2这段时间，施加在压电陶瓷片的脉冲电压最大且保持均匀不变。t2-t3这段时间，压电陶瓷片回到初始状态，此时产生一个正压力将粘结剂墨水喷射出来。附图4所示的是降压型开关电源的开关频率及占空比与输出电流的关系波形图，由于功率电感具有储能的作用，在开关节点处于导通状态时，输出电流线性上升，在开关节点处于关闭状态时，负载电流由功率电感储存的能量提供，此时输出电流线性下降。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，包括恒定导通时间的降压控制器模块以及与降压控制器模块连接的恒流源模块。本专利技术中，所述降压控制器模块包括：通断控制电路：由第四电阻、第五电阻和第二三极管组成；电流限制调节电路：由降压控制器、高压输入电源滤波电容、第三旁路电容、第四旁路电容，低ESR栅极驱动器偏置电容，第五电容和第二电阻并联组成；纹波配置电路：由电流检测电阻、P沟道MOSFET、降压导通时间及开关频率设置电阻、功率电感、肖特基二极管、由第六电阻、第六电容和第九电容组成；以及精密反馈电阻、输出滤波电容和滤波电容。本专利技术中，所述第五电阻第一端接地，第二端接通断控制信号端ShutDown_Ctrl；所述第四电阻第一端与所述第五电阻第二端接一起后一并接入通断控制信号端ShutDown_Ctrl，所述第四电阻第二端与所述第二三极管的基极连接；所述第二三极管的发射极接地，集电极与所述降压控制器的引脚RT连接；所述高压输入电源滤波电容第一端与所述降压控制器的引脚VIN连接，第二端接地；所述第三旁路电容的第一端与降压控制器的引脚VIN连接，第二端接地；所述第四旁路电容的第一端与所述降压控制器的引脚VIN连接，第二端接地；所述降压导通时间及开关频率设置电阻第一端与所述降压控制器的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器的引脚RT及所述三极管的集电极连接；所述低ESR栅极驱动器偏置电容第一端与所述降压控制器的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器的引脚VCC连接；所述第五电容第一端与所述第二电阻的第一端连接后与所述降压控制器的引脚VIN连接，所诉第五电容第二端与所述第二电阻的第二端连接后与所述降压控制器的引脚ADJ连接；所述电流检测电阻第一端与所述降压控制器的引脚ISEN连接，第二端与所述降压控制器的引脚VIN连接；所述P沟道MOSFET的栅极与所述降压控制器的引脚PGATE连接，源极与所述降压控制器的引脚ISEN连接，漏极与所述功率电感的第一端、所述肖特基二极管的负极及所述第六电阻的第一端连接；所述肖特基二极管的正极接地；所述第六电容第一端与所述第六电阻的第二端及所述第九电容的第一端连接；所述功率电感的第二端与所述第六电容第二端、所述精密反馈电阻第一端、所述输出滤波电容第一端、所述滤波电容第一端连接；所述输出滤波电容与所述滤波电容的第二端接地；所述降压控制器的引脚FB与所述精密反馈电阻第二端、所述第九电容第二端连接。本专利技术中，所述恒流源模块包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十电容、第十一电容、运放及第三三极管；所述第八电阻第一端与恒流源生成控制信号端PWM_Ctrl连接，第二端与所述第九电阻的第一端、与所述第十一电容的第一端及所诉运放的同向输入端连接；所述第九电阻第二端接地；所述第十一电容第二端接地；所述第十电容第一端与所述运放的反向输入端、与所述第三三极管发射极及与所述第十电阻第一端连接，第十电容第二端与所述第三三极管的基极及与所述运放的输出端连接；所述第十电阻第二端接地；所述第三三极管集电极与降压控制器的引脚FB连接。本专利技术中，所述降压控制器内置P沟道MOSFET栅极驱动器。本专利技术中，所述第十电阻为精密电阻。本专利技术中，所述运放的反向输入端与输出端跨接电容。有益效果：本专利技术提供一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，能够输出波形可调的高压脉冲，并且成本低、响应速度快附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是高压脉冲驱动电路的电路图；图2是喷头波形文件示意图；图3是MOSFET阻性负载下的充电过程示意图；图4是流过功率电感电流的波形与开关节点处波形示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作详细说明。本专利技术提供了一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，包括恒定导通时间的降压控制器模块1以及与降压控制器模块1连接的恒流源模块2。降压控制器模块1包括：通断控制电路：由第四电阻R4、第五电阻R5和第二三极管Q2组成；电流限制调节电路：由降压控制器U1、高压输入电源滤波电容C2、第三旁路电容C3、第四旁路电容C4，低ESR栅极驱动器偏置电容C1，第五电容C5和第二电阻R2并联组成；纹波配置电路：由电流检测电阻R3、P沟道MOSFETQ1、降压导通时间及开关频率设置电阻R1、功率电感L1、肖特基二极管D1、由第六电阻R6、第六电容C6和第九电容C9组成；以及精密反馈电阻R7、输出滤波电容C7和滤波电容C8。本专利技术中，PFET为P沟道MOSFET。第五电阻R5第一端接地，第二端接通断控制信号端ShutDown_Ctrl；所述第四电阻R4第一端与所述第五电阻R5第二端接一起后一并接入通断控制信号端ShutDown_Ctrl，所述第四电阻R4第二端与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第二三极管Q2的发射极接地，集电极与所述降压控制器U1的引脚RT连接；所述高压输入电源滤波电容C2第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述第三旁路电容C3的第一端与降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述第四旁路电容C4的第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述降压导通时间及开关频率设置电阻R1第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器U1的引脚RT及所述三极管Q2的集电极连接；所述低ESR栅极驱动器偏置电容C1第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器U1的引脚VCC连接；所述第五电容C5第一端与所述第二电阻R2的第一端连接后与所述降压控制器U1的引脚VIN连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，其特征在于，包括恒定导通时间的降压控制器模块(1)以及与降压控制器模块(1)连接的恒流源模块(2)。

【技术特征摘要】
1.一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，其特征在于，包括恒定导通时间的降压控制器模块(1)以及与降压控制器模块(1)连接的恒流源模块(2)。2.根据权利要求1所述的一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，其特征在于，所述降压控制器模块(1)包括：通断控制电路：由第四电阻R4、第五电阻R5和第二三极管Q2组成；电流限制调节电路：由降压控制器U1、高压输入电源滤波电容C2、第三旁路电容C3、第四旁路电容C4，低ESR栅极驱动器偏置电容C1，第五电容C5和第二电阻R2并联组成；纹波配置电路：由电流检测电阻R3、P沟道MOSFETQ1、降压导通时间及开关频率设置电阻R1、功率电感L1、肖特基二极管D1、由第六电阻R6、第六电容C6和第九电容C9组成；以及精密反馈电阻R7、输出滤波电容C7和滤波电容C8。3.根据权利要求1所述的一种输出波形可调的高压脉冲驱动电路，其特征在于，所述第五电阻R5第一端接地，第二端接通断控制信号端ShutDown_Ctrl；所述第四电阻R4第一端与所述第五电阻R5第二端接一起后一并接入通断控制信号端ShutDown_Ctrl，所述第四电阻R4第二端与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第二三极管Q2的发射极接地，集电极与所述降压控制器U1的引脚RT连接；所述高压输入电源滤波电容C2第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述第三旁路电容C3的第一端与降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述第四旁路电容C4的第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端接地；所述降压导通时间及开关频率设置电阻R1第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器U1的引脚RT及所述三极管Q2的集电极连接；所述低ESR栅极驱动器偏置电容C1第一端与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，第二端与所述降压控制器U1的引脚VCC连接；所述第五电容C5第一端与所述第二电阻R2的第一端连接后与所述降压控制器U1的引脚VIN连接，所诉第五电容C5第二端与所述第二电阻R2的第二端连接后与所述降压控制器U1的引脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继全，夏俊，唐龙书，
申请(专利权)人：南京智能高端装备产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32