一种射频电源脉冲功率检测电路制造技术

本发明专利技术属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种射频电源脉冲功率检测电路。该检测电路包括信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路，信号波为入射波或反射波，信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路依次电连接。本发明专利技术提供的射频电源脉冲功率检测电路，可以精准检测出重复频率和占空比可变的脉冲射频功率，对连续波状态下同样可以使用，产品适应性高。

【技术实现步骤摘要】
一种射频电源脉冲功率检测电路
本专利技术属于集成电路设计
，具体涉及一种射频电源脉冲功率检测电路，用于全固态射频电源的射频脉冲功率检测。
技术介绍
射频表示一种震荡频率，射频电源已经广泛应用在等离子体发生、射频感应加热等领域。目前市场上射频电源大多只能输出连续波功率，在特定的等离子体加工应用场合，由于连续波功率能量较大，造成被加工材料温度过高，材料特性变差而无法使用，造成材料的浪费，增加生产成本。在上述情况下，使用脉冲输出的射频功率进行加工，由于峰值功率幅度与连续波功率相等，而平均功率降低，有效避免被加工材料受热过高的问题。然而要输出精准的脉冲射频功率需要精确的检测出射频入射和反射波的峰值功率，而脉冲的重复频率从10Hz-30kHz可调，占空比从10％-90％可调，传统的峰值检测电路无法适应此大范围的信号变化，这就亟需一种针对射频电源耐冲功率的检测电路。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本专利技术提供一种射频电源脉冲功率检测电路，可以精准检测出重复频率和占空比可变的脉冲射频功率，对连续波状态下同样可以使用，产品适应性高。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案如下：一种射频电源脉冲功率检测电路，包括信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路，信号波为入射波或反射波，所述信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路依次电连接。进一步的，所述信号波信号预处理电路由信号放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R14、二极管D1、二极管D2、二极管D3、可变电阻W1组成，所述信号放大器U1包括第一信号放大器U1-1、第二信号放大器U1-2、第三信号放大器U1-3和第四信号放大器U1-4；所述第一信号放大器U1-1接收射频电源检波器输出的信号波检波电压信号，所述第一信号放大器U1-1输出端串联有电阻R7后与第三信号放大器U1-3正相输入端连接，第三信号放大器U1-3输出端与脉冲保持电路电连接；所述可变电阻W1一端接入-15V电压，另一端依次与电阻R1、二极管D1、二极管D2、电阻R14串联，电阻R14另一端接地；所述二极管D1、二极管D2间接入第四信号放大器U1-4，所述第四信号放大器U1-4输出端与第一信号放大器U1-1正相输入端还连接有电阻R2，所述第一信号放大器U1-1反向输入端与第一信号放大器U1-1输出端连接有电阻R3；所述第二信号放大器U1-2正相输入端与第四信号放大器U1-4输出端连接，第二信号放大器U1-2输出端依次串联有电阻R5、电阻R6，并与第三信号放大器U1-3反相输入端连接；所述第二信号放大器U1-2反相输入端与第二信号放大器U1-2输出端连接有电阻R4；所述第三信号放大器U1-3反相输入端与第三信号放大器U1-3输出端连接有电阻R9；所述电阻R7与第三信号放大器U1-3正相输入端间引出接地的电阻R8；所述电阻R5、电阻R6间引出接地的二极管D3。更进一步的，所述脉冲保持电路由反相器U2、采样保持器U3、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2组成；所述第三信号放大器U1-3输出端输出端与采样保持器U3第三电脚电连接，所述采样保持器U3第一电脚接入+15V电压，采样保持器U3第四电脚接入-15V电压，采样保持器U3第八电脚接入调制脉冲同步信号电路，采样保持器U3第六电脚接地连接有电容C2，采样保持器U3第五电脚与电压功率转换电路电连接；所述同步信号电路从脉冲同步信号接入电阻R11、并与反相器U2串联后接入采样保持器U3第八电脚，所述反相器U2包括串联的第一反相器U2-1、第二反相器U2-2；所述脉冲同步信号输出端与电阻R11间并联有接入5V电压的电阻R10；所述电阻R11与第一反相器U2-1间引出接地设置的电容C1。更进一步的，所述电压功率转换电路由硬件乘法器U4、电阻R12、电阻R13、电阻R15、二极管D4、二极管D5、可变电阻W2、可变电阻W3组成；所述采样保持器U3第五电脚分别接入硬件乘法器U4第一电脚和硬件乘法器U4第三电脚，硬件乘法器U4第二电脚、硬件乘法器U4第四电脚接地；硬件乘法器U4第八电脚接入+15V电压，硬件乘法器U4第五电脚接入-15V电压，所述硬件乘法器U4第六电脚、硬件乘法器U4第七电脚间接入电阻R15，电阻R15与硬件乘法器U4第六电脚一端接入可变电阻W3一端，所述可变电阻W3与可变电阻W2协同调节，所述可变电阻W2一端接入具有+15V电压的电阻R12，一端接入具有-15V电压的电阻R13，硬件乘法器U4第七电脚输出信号波功率检测信号；所述可变电阻W2两端分别通过二极管D4、二极管D5接地，所述二极管D4接入可变电阻W2与电阻R12之间，所述二极管D5接入可变电阻W2与电阻R13之间。本专利技术的有益效果是：采用上述方案，信号波信号与处理电路为射频电源耦合器的检波二极管提供直流偏置电流，使检波二极管处于线性工作状态，保证输出的信号波电压信号有良好的线性动态范围。同时将具备零点补偿电路，当射频电源工作在连续波时检波输出电压在0-5V直流电压，当工作在脉冲模式时检波输出0-5V的脉冲电压；脉冲保持电路通过一个采样保持器将直流检波电源和脉冲检波电压都能统一换成稳定的直流电压信号，便于后续处理；电压功率转换电路通过硬件乘法器将脉冲保持电路输出的电压信号变成与功率成线性对应关系的电压信号输出给射频电源的控制和显示电路。该电路可以精准检测出重复频率和占空比可变的脉冲射频功率，对连续波状态下同样可以使用，产品适应性高，应用范围广。附图说明通过下面结合附图的详细描述，本专利技术前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。图1为本专利技术检测电路；图2为本专利技术检测电路中信号波信号预处理电路；图3为本专利技术检测电路中脉冲保持电路；图4为本专利技术检测电路中电压功率转换电路。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，一种射频电源脉冲功率检测电路，包括信号波信号预处理、脉冲保持电路、电压功率转换电路，信号波为入射波或反射波，所述信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路依次电连接。参照图2，所述信号波信号预处理电路由信号放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R14、二极管D1、二极管D2、二极管D3、可变电阻W1组成，所述信号放大器U1包括第一信号放大器U1-1、第二信号放大器U1-2、第三信号放大器U1-3和第四信号放大器U1-4；所述第一信号放大器U1-1接收射频电源检波器输出的信号波检波电压信号，所述第一信号放大器U1-1输出端串联有电阻R7后与第三信号放大器U1-3正相输入端连接，第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频电源脉冲功率检测电路，其特征在于：包括信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路，信号波为入射波或反射波，所述信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路依次电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频电源脉冲功率检测电路，其特征在于：包括信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路，信号波为入射波或反射波，所述信号波信号预处理电路、脉冲保持电路、电压功率转换电路依次电连接。


2.根据权利要求1所述的一种射频电源脉冲功率检测电路，其特征在于：所述信号波信号预处理电路由信号放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R14、二极管D1、二极管D2、二极管D3、可变电阻W1组成，所述信号放大器U1包括第一信号放大器U1-1、第二信号放大器U1-2、第三信号放大器U1-3和第四信号放大器U1-4；
所述第一信号放大器U1-1接收射频电源检波器输出的信号波检波电压信号，所述第一信号放大器U1-1输出端串联有电阻R7后与第三信号放大器U1-3正相输入端连接，第三信号放大器U1-3输出端与脉冲保持电路电连接；
所述可变电阻W1一端接入-15V电压，另一端依次与电阻R1、二极管D1、二极管D2、电阻R14串联，电阻R14另一端接地；所述二极管D1、二极管D2间接入第四信号放大器U1-4，所述第四信号放大器U1-4输出端与第一信号放大器U1-1正相输入端还连接有电阻R2，所述第一信号放大器U1-1反向输入端与第一信号放大器U1-1输出端连接有电阻R3；
所述第二信号放大器U1-2正相输入端与第四信号放大器U1-4输出端连接，第二信号放大器U1-2输出端依次串联有电阻R5、电阻R6，并与第三信号放大器U1-3反相输入端连接；所述第二信号放大器U1-2反相输入端与第二信号放大器U1-2输出端连接有电阻R4；所述第三信号放大器U1-3反相输入端与第三信号放大器U1-3输出端连接有电阻R9；
所述电阻R7与第三信号放大器U1-3正相输入端间引出接地的电阻R8；所述电阻R5、电阻R6间引出接地的二极管D3。


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【专利技术属性】
技术研发人员：丁义国，
申请(专利权)人：常州瑞思杰尔电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32