负高压脉冲产生器制造技术

本公开提供一种负高压脉冲产生器，所述负高压脉冲产生器包括：充电电路，用于产生正高压脉冲，对电压储能元件进行充电；所述电压储能元件，用于累积电荷，以产生正高压；放电电路，用于对所述电压储能元件进行放电，以产生负高压脉冲；充电控制电路，用于控制所述充电电路连续通断，以控制所述正高压脉冲的幅值，进而控制所述正高压的幅值；放电控制电路，用于控制所述放电电路的放电时间，以控制所述负高压脉冲的脉宽。本公开提供的负高压脉冲产生器可以产生不同幅值、不同脉宽的负高压脉冲，降低传感器的激发成本。

【技术实现步骤摘要】
负高压脉冲产生器
本技术涉及传感器领域，特别涉及一种用于激发传感器的负高压脉冲产生器。
技术介绍
在许多检测、监测系统，例如超声厚度检测系统、应力监测系统等，都需要对传感器进行激发。用于激发传感器的激发电压一般使用负高压脉冲。现有技术中产生负高压脉冲的方法为：通过隔离升压变压器产生正高压，进而产生负高压脉冲。如图1所示，隔离升压变压器是一种静止电器，其通过初级线圈和次级线圈间的电磁感应在次级线圈上产生高电压，初级线圈与次级线圈的电压比等于初级线圈与次级线圈的匝数比。由于线圈匝数固定，当初级线圈上的电压固定时，升压变压器升压后得到的电压是固定的，进而其产生的负高压脉冲的电压值也是固定的。针对不同的传感器，通常需要不同的激发电压来激发。然而，通过上述方法产生的负高压脉冲的电压值固定，无法满足不同传感器的激发电压需求，并且，升压变压器的体积较大，成本较高，使用不同的升压变压器来激发不同的传感器会大大增加传感器的激发成本。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述技术问题，本技术的实施例提供一种满足不同传感器的激发需求的负高压脉冲产生器。在本技术的一种实施例中，所述负高压脉冲产生器包括：充电电路，用于产生正高压脉冲，对电压储能元件进行充电；所述电压储能元件，用于累积电荷，以产生正高压；放电电路，用于对所述电压储能元件进行放电，以产生负高压脉冲；充电控制电路，用于控制所述充电电路连续通断，以控制所述正高压脉冲的幅值，进而控制所述正高压的幅值；放电控制电路，用于控制所述放电电路的放电时间，以控制所述负高压脉冲的脉宽。在本实施例的一种实现方式中，所述充电电路包括：直流电源、第一二极管、第一电容、第一电感、第一电阻、充电开关、第二电容、第二电感、第二二极管；其中，所述直流电源的正极与所述第一二极管的阳级电连接，所述第一二极管的阴级与所述第一电容和所述第一电感的一端电连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电感的另一端通过所述第一电阻与所述充电开关的一端电连接，所述充电开关的另一端和所述直流电源的负极电连接，所述充电开关的控制端与所述充电控制电路的输出端电连接；所述第二电感的一端通过所述第二电容与所述第一电感与所述第一电阻之间的结点电连接，所述第二电感的另一端接地；所述第二二极管的阳极与所述第二电感与所述第二电容之间的结点电连接，所述第二二极管的阴极与所述电压储能元件的一端电连接，所述电压储能元件的另一端接地。在本实施例的一种实现方式中，所述放电电路包括：第二电阻、放电开关、第三电容、第三电阻，负高压脉冲第一输出端、负高压脉冲第二输出端；所述放电开关的一端通过所述第二电阻与所述电压储能元件与所述第二二极管之间的结点电连接，所述放电开关的另一端接地，所述放电开关的控制端接放电控制电路的输出端。所述第三电阻的一端通过所述第三电容与所述放电开关与所述第二电阻之间的结点电连接，所述第三电阻的另一端接地；所述负高压脉冲第一输出端电连接于所述第三电阻与所述第三电容之间的结点，所述负高压脉冲第二输出端接地。在本实施例的一种实现方式中，所述充电开关为MOS管开关，所述充电控制电路在所述充电开关的控制端施加设定的连续方波信号，以控制所述充电开关按设定的频率、占空比连续通断设定次数。在本实施例的一种实现方式中，所述放电开关为MOS管开关，所述放电控制电路在所述放电开关的控制端施加设定时间长度的控制信号，以控制所述放电开关导通设定时间。在本实施例的一种实现方式中，所述充电开关包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第四电阻、第五电阻；所述第一NMOS管的栅极为控制端，其电连接于所述充电控制电路的输出端，并通过第四电阻接地，所述第一NMOS管的漏极电连接于所述第二NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极与所述第一NMOS管的漏极之间的结点经过所述第五电阻电连接于所述直流电源的正极，所述第二NMOS管的漏极与所述第一电阻电连接，所述第二NMOS管的源极接地。在本实施例的一种实现方式中，所述充电电路还包括滤波单元，所述滤波单元包括第三二极管和第六电阻，所述第三二极管的阳极接地，所述第三二极管的阴极经第六电阻与所述第二电感和所述第二二极管之间的结点电连接。本技术相比于现有技术具有如下有益技术效果：通过控制充电开关连续通断，可以控制充电电路产生多个幅值可控的正高压脉冲来对电压储能元件充电，从而可以控制电压储能元件上的正高压幅值，由此可以控制产生负高压脉冲的幅值，通过控制所述放电电路的放电时间，可以控制所述负高压脉冲的脉宽。由此，本技术的负高压脉冲产生器产生的负高压脉冲的幅值、脉宽可控，可以满足不同的传感器的激发需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术中和本技术实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中隔离升压变压器的基本结构图；图2是本技术的实施例1的负高压脉冲产生器的结构示意图；图3是本技术的实施例1的负高压脉冲产生器的电路图；图4是本技术的实施例1的负高压脉冲产生器中的电感L1的电流IL1随时间变化的曲线图；图5是本技术的实施例1的负高压脉冲产生器中的A、B、C、D的电位波形图；图6是本技术的实施例2的负高压脉冲产生器的电路图。图7是本技术的实施例3的负高压脉冲产生器的电路图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术的各个方面进行详细阐述。其中，众所周知的电路、连接方式、通信方式或数据处理过程没有示出或未作详细说明。并且，所描述的特征、架构或功能可在一个或一个以上实施例中以任何方式组合。本领域技术人员应当理解，下述的各种实施例只用于举例说明，而非用于限制本技术的保护范围。还可以容易理解，本文所述和附图所示的各实施例中的模块或单元或步骤可以按各种不同配置进行组合和设计。【实施例1】图2是根据本技术的实施例1的负高压脉冲产生器的结构示意图。负高压脉冲产生器1用于产生不同幅值、不同脉宽的负高压脉冲，以激发不同的传感器。如图1所示，负高压脉冲产生器1可以包括：充电电路10、电压储能元件20、放电电路30、充电控制电路40以及放电控制电路50。充电电路10和放电电路30分别与电压储能元件20电连接。充电电路10用于产生正高压脉冲，以对电压储能元件20进行充电。充电时，电压储能元件20不断的累积电荷，其两端在充电结束后产生正高压。放电电路30用于对电压储能元件20进行放电，从而产生负高压脉冲。充电控制电路40与充电电路10电连接，用于控制充电电路40连续通断，以控制充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负高压脉冲产生器，其特征在于，所述负高压脉冲产生器包括：/n充电电路，用于产生正高压脉冲，对电压储能元件进行充电；/n所述电压储能元件，用于累积电荷，以产生正高压；/n放电电路，用于对所述电压储能元件进行放电，以产生负高压脉冲；/n充电控制电路，用于控制所述充电电路连续通断，以控制所述正高压脉冲的幅值，进而控制所述正高压的幅值；/n放电控制电路，用于控制所述放电电路的放电时间，以控制所述负高压脉冲的脉宽。/n

【技术特征摘要】
1.一种负高压脉冲产生器，其特征在于，所述负高压脉冲产生器包括：
充电电路，用于产生正高压脉冲，对电压储能元件进行充电；
所述电压储能元件，用于累积电荷，以产生正高压；
放电电路，用于对所述电压储能元件进行放电，以产生负高压脉冲；
充电控制电路，用于控制所述充电电路连续通断，以控制所述正高压脉冲的幅值，进而控制所述正高压的幅值；
放电控制电路，用于控制所述放电电路的放电时间，以控制所述负高压脉冲的脉宽。


2.根据权利要求1所述的负高压脉冲产生器，其特征在于，所述充电电路包括：直流电源(Vin)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第一电感(L1)、第一电阻(R2)、充电开关(K1)、第二电容(C2)、第二电感(L2)、第二二极管(D2)；
所述直流电源(Vin)的正极与所述第一二极管(D1)的阳级电连接，所述第一二极管(D1)的阴级与所述第一电容(C1)和所述第一电感(L1)的一端电连接，所述第一电容(C1)的另一端接地，所述第一电感(L1)的另一端通过所述第一电阻(R2)与所述充电开关(K1)的一端电连接，所述充电开关(K1)的另一端和所述直流电源(Vin)的负极电连接，所述充电开关(K1)的控制端与所述充电控制电路的输出端电连接；
所述第二电感(L2)的一端通过所述第二电容(C2)与所述第一电感(L1)与所述第一电阻(R2)之间的结点电连接，所述第二电感(L2)的另一端接地；
所述第二二极管(D2)的阳极与所述第二电感(L2)与所述第二电容(C2)之间的结点电连接，所述第二二极管(D2)的阴极与所述电压储能元件(C4)的一端电连接，所述电压储能元件(C4)的另一端接地。


3.根据权利要求2所述的负高压脉冲产生器，其特征在于，所述放电电路包括：第二电阻(R1)、放电开关(K2)、第三电容(C3)、第三电阻(R5)，负高压脉冲第一输出端(P1)、负高压脉冲第二输出端(P2)；
所述放电开关(K2)的一端通过所述第二电阻(R1)与所述电压储能元件(C4)与所述第二二极管(D2)之间的结点电连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雁瑾，苏传振，
申请(专利权)人：北京天江源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11