一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的电源装置，该容性负载充放电反馈电路包括反馈变压器单元，反馈变压器单元包括反馈变压器，反馈变压器的初级的一端与负载电容的一端连接，反馈变压器的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器的次级与储能装置连接。本发明专利技术能够实现负载电容充电和放电过程的能量转移到次级并存储，供输入再次使用，能够大大提高在电容上获得脉冲或矩形波电压驱动装置的整体的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的电源装置
本专利技术涉及电路涉及
，具体涉及一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的电源装置，特别涉及一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的数控幅度及频率的矩形波产生装置。
技术介绍
众所周知，在电路中的电感和电容是储能元件，不消耗能量。在电感和电阻上获得各种幅值和频率的脉冲、矩形波电压比较容易实现，而要在电容上获得各种幅值和频率的快速上升或下降的脉冲、矩形波电压则是相对比较难，且一般驱动电路的效率很低，尤其是在大电容上产生高压脉冲或矩形波电压。为了在提高对容性负载的驱动效率，CN03801037.2中披露了一种利用不同电压分段对电容实行充放电的方法效率提高效率，但是该方法在电容负载上获得的电压上升或下降沿会不连续，且整个电路结构也显得比较复杂，其驱动效率的提高上也是非常有限，尤其是对电容上产生高压的驱动。另外，有研究者提出采用大功率驱动电路来提高在容性负载上获得快速上升或下降的脉冲或矩形波形，但其效率很低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种容性负载充放电反馈电路及具有该电路的电源装置。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种容性负载充放电反馈电路，其包括反馈变压器单元，所述反馈变压器单元包括反馈变压器，所述反馈变压器的初级的一端与负载电容的一端连接，反馈变压器的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器的次级与储能装置连接。本专利技术的容性负载充放电反馈电路能够实现负载电容充电和放电过程的能量转移到次级并存储，供输入再次使用，能够大大提高在电容上获得脉冲或矩形波电压驱动装置的整体的工作效率。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述负载电容充放电控制电路包括串联的第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管的电源端与外部电源和/或所述储能装置连接，第二开关管的接地端接地，第一开关管和第二开关管的公共端与反馈变压器初级连接；第一开关管和第二开关管的使能端分别与开关管控制电路的控制端连接，开关管控制电路控制实现第一开关管和第二开关管均不导通、第一开关管导通和第二开关管截止、第一开关管截止和第二开关管导通三种状态。当Q1和Q2均不导通时，电容上的电压保存不变，不消耗能量；当Q1导通和Q2截止时，通过变压器TF对电容充电，由于变压器TF初级有电压，所以其次级输出也会有电压，进而对电容CF充电，从而实现将对电容充电的部分能量转移到次级并存储，供输入再次使用；同理，当Q1截止和Q2导通时，电容通过反馈变压器的初级放电，而放电的能量同样通过变压器TF转移到其次级并存储。在本专利技术的另一种优选实施方式中，还包括反馈整流滤波单元，所述反馈整流滤波单元包括整流桥，整流桥的两个输入端与反馈变压器次级的不同端点连接，整流桥的输出端连接储能装置，储能装置的一端通过电感与外部电源正极连接，储能装置的另一端接地。从而实现将对电容充电的部分能量转移到次级并存储，供输入再次使用。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种具有容性负载充放电反馈电路的电源装置，其特征在于，包括外部电源、负载电容充放电控制电路和容性负载充放电反馈电路，负载电容充放电控制电路的电源端与外部电源连接；所述容性负载充放电反馈电路包括反馈变压器，反馈变压器的初级的一端与负载电容的一端连接，反馈变压器的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器的次级与储能装置连接。本专利技术的电源装置能在电容上获得快速(大于500V/us的变化速率)的上升或下降沿的脉冲波形或矩形波，且具有高效率(效率可达90％以上)。附图说明图1是本专利技术一种优选实施方式中容性负载充放电反馈电路的结构示意图；图2是本专利技术一种优选实施方式中电源装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本专利技术公开了一种容性负载充放电反馈电路，如图1所示，其包括反馈变压器单元，所述反馈变压器单元包括反馈变压器TF，所述反馈变压器TF的初级的一端与负载电容CL的一端连接，反馈变压器TF的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器TF的次级与储能装置连接。在本实施方式中，还可以包括反馈整流滤波单元，所述反馈整流滤波单元包括整流桥，整流桥的两个输入端与反馈变压器TF次级的不同端点连接，整流桥的输出端连接储能装置，储能装置的一端通过电感与外部电源正极连接，储能装置的另一端接地。储能装置有选为电容CF，在图1中，为并联的电容CF1和CF2。在本实施方式中，负载电容充放电控制电路包括串联的第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1的电源端与外部电源和/或所述储能装置连接，第二开关管Q2的接地端接地，第一开关管Q1和第二开关管Q2的公共端与反馈变压器TF初级连接；第一开关管Q1和第二开关管Q2的使能端分别与开关管控制电路的控制端连接，开关管控制电路控制实现第一开关管Q1和第二开关管Q2均不导通、第一开关管Q1导通和第二开关管Q2截止、第一开关管Q1截止和第二开关管Q2导通三种状态。当Q1和Q2均不导通时，负载电容CL上的电压保存不变，不消耗能量；当Q1导通和Q2截止时，通过变压器TF对负载电容CL充电，由于变压器TF初级有电压，所以其次级输出也会有电压，进而对电容CF1、CF2充电，从而实现将对负载电容CL充电的部分能量转移到次级并存储，供输入再次使用；同理，当Q1截止和Q2导通时，负载电容CL通过反馈变压器的初级放电，而放电的能量同样通过变压器TF转移到其次级并存储；同时，通过引入反馈变压器还能有效地提高负载电容CL上电压的上升和下降速度，该下降和上升速度主要取决于反馈变压器初级和次级线圈的匝数比。通过反馈变压器，可以很好地实现对电容充电和放电过程的能量转移到输入端，进而大大提高在电容上获得脉冲或矩形波电压驱动装置的整体的工作效率。当然，实际中的效率与变压器的效率、开关管Q1、Q2的导通电阻有很大关系。在本实施方式中，开关管为大功率场效应管或开关三极管。在本实施方式中，具体开关管控制方式也可采现有技术，例如CN106253689B中公开的技术。开关管控制电路也可以采用CN201510767040.3中的结构，在此不作赘述。基于以上设计，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容性负载充放电反馈电路，其特征在于，包括反馈变压器单元，所述反馈变压器单元包括反馈变压器(TF)，所述反馈变压器(TF)的初级的一端与负载电容(CL)的一端连接，反馈变压器(TF)的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器(TF)的次级与储能装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种容性负载充放电反馈电路，其特征在于，包括反馈变压器单元，所述反馈变压器单元包括反馈变压器(TF)，所述反馈变压器(TF)的初级的一端与负载电容(CL)的一端连接，反馈变压器(TF)的初级的另一端与负载电容充放电控制电路的输出端连接；反馈变压器(TF)的次级与储能装置连接。2.如权利要求1所述的容性负载充放电反馈电路，其特征在于，所述负载电容充放电控制电路包括串联的第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)，第一开关管(Q1)的电源端与外部电源和/或所述储能装置连接，第二开关管(Q2)的接地端接地，第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)的公共端与反馈变压器(TF)初级连接；第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)的使能端分别与开关管控制电路的控制端连接，开关管控制电路控制实现第一开关管(Q1)和第二开关管(Q2)均不导通、第一开关管(Q1)导通和第二开关管(Q2)截止、第一开关管(Q1)截止和第二开关管(Q2)导通三种状态。3.如权利要求1或2所述的容性负载充放电反馈电路，其特征在于，还包括反馈整流滤波单元，所述反馈整流滤波单元包括整流桥，整流桥的两个输入端与反馈变压器(TF)次级的不同端点连接，整流桥的输出端连接储能装置，储能装置的一端通过电感与外部电源正极连接，储能装置的另一端接地。4.一种具有权利要求1所述容性负载充放电反馈电路的电源装置，其特征在于，包括外部电源、负载电容充放电控制电路和权利要求1所述的容性负载充放电反馈电路，负载电容充放电控制电路的电源端与外部电源连接；所述容性负载充放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮海生，陈龙聪，
申请(专利权)人：阮海生，
类型：发明
国别省市：河南,41