可以改变脉冲发射功率的电源控制电路及控制方法技术

本发明专利技术提供的是一种可以改变脉冲发射功率的电源控制电路及控制方法。根据输出功率大小的要求，确定供电电压的值；脉冲信号产生电路在发射脉冲结束后产生一个控制开关管开关状态的频率固定的电源控制信号，所述电源控制信号经开关管和电源变压器变成具有一定功率和一定电压的信号，通过整流二极管为储能电容充电；同时电压检测电路通过分压电阻检测储能电容两端的电压，当电压达到预定的电压值时脉冲信号产生电路停止产生信号，并输出一个低电平，使开关管截止，此后储能电容保持电压直到下一次发射。本发明专利技术适用于各种脉冲信号的发射电路，特别适用于小功率电源瞬时产生大功率的情况；在加大充电电流后也适用于连续信号的发射电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电源控制电路，本专利技术也涉及一种电源控制方法。具体地说是一种。
技术介绍
在声纳设备中设备的体积和功耗往往受到限制。为使设备具有功耗小，效率高，尺寸小的特点，声纳设备大都采用D类功率放大器作为发射电路。控制D类功率放大器输出功率的方法一般有两种，一是目前常采用的脉冲调制(P丽)技术，二是改变电源电压，三是采用变压器抽头的方式。而采用P丽技术控制输出功率，对于发射CW脉冲、线性调频(LFM)脉冲和各种二进制的编码脉冲信号，意义不大，而且会增加设备的复杂度。采用改变电源电压的方法控制输出功率，由于设备使用的电源多为固定电压，这种功率控制方法必须有电源电压变换电路，这增加了电路的体积，且效率受电源变换电路的影响。采用变压器抽头的方式改变输出功率，其功率的调整只能有几个整状态，功率不能连续改变。 目前国内外功率放大器控制方式，可参见龚伟等"D类音频功率放大器控制方式综述"，重庆大学学报，2003.02.P117 122。 DC-DC变换器，可参见陈念军等"基于单片机控制的输出连续可调开关电源的设计"，电气应用，2006年第25巻第4期.P116 118。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够解决发射电路供电电压连续可变的问题，从而解 决D类功率放大器的输出功率控制问题的可以改变脉冲发射功率的电源控制电路。本专利技术 的目的还在于提供一种可以改变脉冲发射功率的电源控制方法。 本专利技术的目的是这样实现的 本专利技术的可以改变脉冲发射功率的电源控制电路主要由脉冲信号产生电路1、开 关管2、电源变压器3、整流管4、储能电容5、电压检测电路6和分压电阻7组成；脉冲信号 产生电路1的输出与开关管2的栅极相连接；电源变压器3的初级一端与开关管2的漏极 相连接，一端与设备电源相连接；电源变压器的次级与整流二极管4和储能电容5依次电信 号连接；电压检测电路6通过分压电阻7并接在储能电容两端；电压检测电路6的检测结果 又反馈给脉冲产生电路1控制脉冲信号的长度，各部分电路构成一个闭环电路。 本专利技术的可以改变脉冲发射功率的电源控制方法为根据输出功率大小的要求， 确定供电电压的值；脉冲信号产生电路1在发射脉冲结束后产生一个控制开关管2开关状 态的频率固定的电源控制信号，所述电源控制信号经开关管2和电源变压器3变成具有一 定功率和一定电压的信号，通过整流二极管4为储能电容5充电；同时电压检测电路6通过 分压电阻7检测储能电容5两端的电压，当电压达到预定的电压值时脉冲信号产生电路1 停止产生信号，并输出一个低电平，使开关管2截止，此后储能电容5保持电压直到下一次 发射。 所述电源控制信号是方波信号、P丽信号或其他形式的脉冲信号。3 本专利技术克服了现有功率控制方法或效率不高或比较复杂或功率不能连续改变的 问题，提出了一种通过高效率连续改变发射电路供电电压来改变输出功率的装置与方法。 本专利技术利用脉冲发射电路自带的储能电容和数字信号处理电路，只增加一个充电电路，在 发射电路两次发射期间为储能电容充电，解决了发射电路供电电压连续可变的问题，从而 解决了 D类功率放大器的输出功率控制的问题。 本专利技术的基本思想是利用声纳发射电路和声纳发射信号的特点，即利用脉冲发 射电路的特点构建电源电路。常用的声纳发射信号为CW脉冲、线性调频(LFM)脉冲和各 种二进制的编码脉冲信号。在脉冲期间发射电路发射信号，在脉冲结束期间发射电路不工 作。由于有脉冲信号的时间比无脉冲信号的时间短得多，发射电路的平均功率不大，但瞬时 功率很大。因此，声纳设备的电源功率一般按平均功率计算。为了保证瞬时能拿出很大的 功率，声纳发射电路一般都带有容量很大的储能电容，发射期间的功率主要靠储能电容中 存储的能量提供。本专利技术利用设备自带的数字信号处理电路，在发射电路两次发射期间产 生一个控制脉冲信号，控制开关管的开关状态，为发射电路自带的储能电容充电，改变控制 脉冲信号的长度便可实现对发射电路供电电压的控制。本专利技术的特点是①电路简单，只需 增加一个开关管和一个变压器；②控制方便灵活，电源控制信号的形式可以是任意的，其频 率一般可以选高一点，约为100kHz左右，只要与系统工作频率不一样即可；③工作方式为 充电、储能，输出电压由充电时间长度来控制，无需脉宽调制(P丽)方式、脉冲频率调制方 式(PFM)和混合调制方式等开关电源的控制方式；④设备电源的额定功率小于脉冲发射期 间的供电功率；⑤电源的输出电压可根据设备的需要自动调整。 本专利技术所用的可控充电电源电路的构成主要由脉冲信号产生电路、开关管、电源 变压器、整流管、储能电容、电压检测电路和分压电阻组成。其中脉冲信号产生电路的输出 与开关管的栅极相连接；电源变压器的初级一端与开关管的漏极相连接， 一端与设备电源 相连接；电源变压器的次级与整流二极管和储能电容依次电信号连接；电压检测电路通过 分压电阻并接在储能电容两端；电压检测电路的检测结果又反馈给脉冲产生电路，控制脉 冲信号的长度，各部分电路构成一个闭环电路。 本专利技术供电电压的控制方法是根据输出功率大小的要求，确定供电电压的值； 脉冲信号产生电路在发射脉冲结束后产生一个控制开关管开关状态的频率固定的方波信 号，该方波信号经开关管和电源变压器变成具有一定功率和一定电压的信号，通过整流二 极管为储能电容充电；同时电压检测电路通过分压电阻检测储能电容两端的电压，当电压 达到预定的电压值时脉冲信号产生电路停止产生信号，并输出一个低电平，使开关管截止， 此后储能电容保持电压直到下一次发射；从而实现了电压幅度连续可调，也对输出功率实 现了连续控制。脉冲信号产生电路可以利用设备自带的数字信号处理电路，也可以由单独 的振荡器构成，还可以用电源专用芯片。加给开关管的信号形式可以是方波信号，也可以是 P丽信号，还可以是其他形式的脉冲信号；对于供电电压值要求较小时，加给开关管的信号 可以是占空比较小的脉冲信号。电压检测电路可以利用设备自带的数字信号处理电路，也 可以是专用的电路。整流电路根据功率需求，可以是半波整流，也可以是全波整流。储能电 容为设备自带的大容量电容。此外，电压检测电路的输入阻抗和分压电阻均应为高阻，以保 证不影响原有电路的特性。 综上所述，本专利技术利用脉冲发射电路自带的储能电容和数字信号处理电路，只需4增加一个充电电路，在发射电路两次发射期间为储能电容充电，解决了发射供电电压连续 可调的问题，从而解决了D类功率放大器的输出功率控制的问题。本专利技术具有电路简单，控制灵活，控制脉冲信号形式多样，电源的输出电压可根据设备的需要自动调整等特点。既保 证了输出信号幅度可变，又不使电路增加很多，减小了控制电路的复杂程度。本专利技术适用于 各种脉冲信号的发射电路，特别适用于小功率电源瞬时产生大功率的情况；在加大充电电 流后也适用于连续信号的发射电路。附图说明 图1是本专利技术的电路组成框图； 图2是开关管的控制脉冲信号的波形图。 具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述 结合图1和图2，可控充电电源电路的构成主要由脉冲信号产生电路1、开关管2、 电源变压器3、整流管4、储能电容5、电压检测电路6和分压电阻7组成。其中脉冲信号产 生电路1的输出与开关管2的栅极相连接；电源变压器3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以改变脉冲发射功率的电源控制电路，主要由脉冲信号产生电路（１）、开关管（２）、电源变压器（３）、整流管（４）、储能电容（５）、电压检测电路（６）和分压电阻（７）组成；其特征是：脉冲信号产生电路（１）的输出与开关管（２）的栅极相连接；电源变压器（３）的初级一端与开关管（２）的漏极相连接，一端与设备电源相连接；电源变压器的次级与整流二极管（４）和储能电容（５）依次电信号连接；电压检测电路（６）通过分压电阻（７）并接在储能电容两端；电压检测电路（６）的检测结果又反馈给脉冲产生电路（１）控制脉冲信号的长度，各部分电路构成一个闭环电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢逢春，孙大军，曹忠义，滕婷婷，勇俊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]