一种双极性高压脉冲电路制造技术

本实用新型专利技术涉及开关电路技术领域。具体是一种双极性高压脉冲电路。包括：反相器U1，光电耦合器U2、U3，隔离电源M1、M2，高速高压MOSFET管Q1、Q2，限流电阻R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R9和R11，上拉电阻R5、R10，滤波电容C1、C2，稳压二极管Z1、Z2，SMA脉冲输入接口P1。本实用新型专利技术能够将输入端口的低压脉冲信号转换为在输出端口输出一个高速高压双极性脉冲，用于驱动负载，脉冲峰峰值1200V，最小脉冲宽度500ns。本实用新型专利技术采用反相器对输入脉冲进行相位调整和脉冲延迟，电路简单并且性能稳定可靠。电路简单并且性能稳定可靠。电路简单并且性能稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种双极性高压脉冲电路


[0001]本技术涉及开关电路
本技术涉及一种双极性高压脉冲电路。

技术介绍

[0002]高压脉冲电路在自动控制领域有着广泛的应用，该电路组件是控制系统必不可少的组成部分，用于控制各类负载设备的运行时序，是装置正常运行的关键性影响因素。
[0003]目前已有方案基本以单极性脉冲为主，该方案对需要双极性驱动负载无能为力。

技术实现思路

[0004]本技术设计一种高速高压双极性脉冲电路，能够提供给负载高速高压双极性脉冲。
[0005]本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0006]一种双极性高压脉冲电路，包括脉冲输入单元，反相器U1，第一高压脉冲输出单元以及第二高压脉冲输出单元，其中，所述脉冲输入单元通过反相器U1 分别与第一高压脉冲输出单元的输入端和第二高压脉冲输出单元的输入端相连，第一高压脉冲输出单元的输出端和第二高压脉冲输出单元的输出端相连，共同作为高速高压双极性脉冲电路的输出端。
[0007]所述脉冲输入单元包括顺次连接的SMA脉冲输入接口P1以及限流电阻R1，所述限流电阻R1与反相器U1的输入端相连。
[0008]所述反相器U1包括6个反相器模块U1A～U1F，其中，反相器模块U1F的输入端作为反相器U1的输入端，反相器模块U1C的输出端作为反相器U1的第一输出端与第一高压脉冲输出单元的输入端相连，反相器模块U1F的输出端作为反相器U1的第二输出端与第二高压脉冲输出单元的输入端相连，反相器模块U1F、反相器模块U1E、反相器模块U1D、反相器模块U1A、反相器模块U1B、反相器模块U1C顺次连接。
[0009]所述第一高压脉冲输出单元包括限流电阻R2、限流电阻R4、限流电阻R6、限流电阻R7、上拉电阻R5、隔离电源M1、光电耦合器U2、滤波电容C1、稳压二极管Z1以及MOSFET管Q1，其中，限流电阻R2的一端作为第一高压脉冲输出单元的输入端与反相器U1中的反相器模块U1C的输出端相连，限流电阻R2的另一端与光电耦合器U2的隔离前端负极输入端相连，光电耦合器U2的隔离前端正极输入端连接电源VCC，光电耦合器U2的隔离后端正极输入端通过限流电阻R6连接MOSFET管Q1的源极，光电耦合器U2的隔离输出端通过限流电阻R4 连接MOSFET管Q1的栅极，光电耦合器U2的隔离后端接地端分别通过滤波电容 C1、稳压二极管Z1连接MOSFET管Q1的源极，隔离电源M1的电源输入端连接电源VCC，隔离电源M1的隔离输出接地端连接光电耦合器U2的隔离后端接地端，隔离电源M1的隔离正极输出端连接光电耦合器U2的隔离输出端，MOSFET管Q1 的栅极通过上拉电阻连接MOSFET管Q1的源极，MOSFET管Q1的漏极连接外部电源正极+HV,MOSFET管Q1的源极连接限流电阻R7的一端，限流电阻R7的另一端作为第一高压脉冲输出单元的输出端。
[0010]所述第二高压脉冲输出单元包括限流电阻R3、限流电阻R8、限流电阻R9、限流电阻
R11、上拉电阻R10、隔离电源M2、光电耦合器U3、滤波电容C2、稳压二极管Z2以及MOSFET管Q2，其中，限流电阻R3的一端作为第二高压脉冲输出单元的输入端与反相器U1中的反相器模块U1F的输出端相连，限流电阻R3的另一端与光电耦合器U3的隔离前端负极输入端相连，光电耦合器U3的隔离前端正极输入端连接电源VCC，光电耦合器U3的隔离后端正极输入端通过限流电阻R11连接 MOSFET管Q2的源极，光电耦合器U3的隔离输出端通过限流电阻R9连接MOSFET管 Q2的栅极，光电耦合器U3的隔离后端接地端分别通过滤波电容C2、稳压二极管 Z2连接MOSFET管Q2的源极，隔离电源M2的电源输入端连接电源VCC，隔离电源M2 的隔离输出接地端连接光电耦合器U3的隔离后端接地端，隔离电源M2的隔离正极输出端连接光电耦合器U3的隔离输出端，MOSFET管Q2的栅极通过上拉电阻连接MOSFET管Q2的源极，MOSFET管Q2的源极连接外部电源负极
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HV,MOSFET管Q2的漏极连接限流电阻R8的一端，限流电阻R8的另一端作为第二高压脉冲输出单元的输出端。
[0011]本技术具有以下有益效果及优点：
[0012]1.本技术采用高速高压MOSFET管作为驱动开关，有效降低开关损耗，提升开关频率和降低脉冲沿时间，极大降低系统无效功耗，减轻系统散热负担。
[0013]2.本技术采用光电耦合器对高速高压MOSFET管的输入脉冲进行隔离，采用稳压二极管保护高速高压MOSFET管G极，提升电路的可靠性。
[0014]3.本技术采用反相器对输入脉冲进行相位调整和脉冲延迟，电路简单并且性能稳定可靠。
附图说明
[0015]图1为一种高速高压双极性脉冲电路图；
[0016]其中，U1为反相器，U2、U3为光电耦合器，M1、M2为隔离电源，Q1、 Q2为高速高压MOSFET管，R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R9和R11为限流电阻，R5、R10为上拉电阻，C1、C2为滤波电容，Z1、Z2为稳压二极管， P1为SMA脉冲输入接口。
具体实施方式
[0017]下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。
[0018]一种高速高压双极性脉冲电路，其特征在于：反相器U1，光电耦合器U2、 U3，隔离电源M1、M2，高速高压MOSFET管Q1、Q2，限流电阻R1、R2、 R3、R4、R6、R7、R8、R9和R11，上拉电阻R5、R10，滤波电容C1、C2，稳压二极管Z1、Z2，SMA脉冲输入接口P1等器件组成。
[0019]由SMA脉冲输入接口P1输入的低压脉冲信号经过反相器U1分别控制光电耦合器U2、U3分时导通，进而控制高速高压MOSFET管Q1、Q2分时导通，进而将信号输出端口分时连接至正、负高压，输出双极性脉冲。
[0020]由光电耦合器U1、U2输入端分别输入的信号经过隔离后，在光电耦合器 U1、U2的输出端分别输出同相脉冲，并将隔离电源M1、M2产生的隔离电压分别连接至高速高压MOSFET管，进而控制控制高速高压MOSFET管Q1、Q2 分时导通。
[0021]由反相器U1对SMA脉冲输入接口P1输入的脉冲信号进行延时和相位调整。
[0022]如图1所示，SMA脉冲输入接口P1第一端口连接至限流电阻R1第一端口， SMA脉冲输入接口P1第二端口连接至系统电源地。
[0023]限流电阻R1第二端口连接至反相器U1的第13引脚。反相器U1的第12 引脚连接至反相器U1的第11引脚，同时连接至限流电阻R3的第一端口。反相器U1的第10引脚连接至反相器U1的第9引脚。反相器U1的第8引脚连接至反相器U1的第1引脚。反相器U1的第2引脚反相器U1的第3引脚。反相器 U1的第4引脚反相器U1的第5引脚。反相器U1的第6引脚连接至限流电阻 R2第一端口。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极性高压脉冲电路，其特征在于，包括脉冲输入单元，反相器U1，第一高压脉冲输出单元以及第二高压脉冲输出单元，其中，所述脉冲输入单元通过反相器U1分别与第一高压脉冲输出单元的输入端和第二高压脉冲输出单元的输入端相连，第一高压脉冲输出单元的输出端和第二高压脉冲输出单元的输出端相连，共同作为高速高压双极性脉冲电路的输出端。2.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电路，其特征在于，所述脉冲输入单元包括顺次连接的SMA脉冲输入接口P1以及限流电阻R1，所述限流电阻R1与反相器U1的输入端相连。3.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电路，其特征在于，所述反相器U1包括6个反相器模块U1A～U1F，其中，反相器模块U1F的输入端作为反相器U1的输入端，反相器模块U1C的输出端作为反相器U1的第一输出端与第一高压脉冲输出单元的输入端相连，反相器模块U1F的输出端作为反相器U1的第二输出端与第二高压脉冲输出单元的输入端相连，反相器模块U1F、反相器模块U1E、反相器模块U1D、反相器模块U1A、反相器模块U1B、反相器模块U1C顺次连接。4.根据权利要求1所述的一种双极性高压脉冲电路，其特征在于，所述第一高压脉冲输出单元包括限流电阻R2、限流电阻R4、限流电阻R6、限流电阻R7、上拉电阻R5、隔离电源M1、光电耦合器U2、滤波电容C1、稳压二极管Z1以及MOSFET管Q1，其中，限流电阻R2的一端作为第一高压脉冲输出单元的输入端与反相器U1中的反相器模块U1C的输出端相连，限流电阻R2的另一端与光电耦合器U2的隔离前端负极输入端相连，光电耦合器U2的隔离前端正极输入端连接电源VCC，光电耦合器U2的隔离后端正极输入端通过限流电阻R6连接MOSFET管Q1的源极，光电耦合器U2的隔离输出端通过限流电阻R4连接MOSFET管Q1的栅极，光电耦合器U2的隔离后端接地端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祯鑫，李海洋，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：新型
国别省市：