可宽幅调整的电压频率装置制造方法及图纸

可宽幅调整的电压频率装置主要包括宽幅度电压连续可调反激式开关电源电路以及可变频交变高压产生电路两大部分。两部分电路分别通过ＴＬ４９４芯片控制。通过宽幅度电压可控反激式开关电源产生电压在８Ｖ～１０００Ｖ连续可调的直流电压，以及峰峰值在８Ｖ～１０００Ｖ之间连续可调的交变高压，交变电压频率变化范围１０Ｈｚ～５０ＫＨｚ，覆盖了低频和中高频。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种可用于介电泳、电泳、介电润湿研究等多领域研究的交变电源提供装置，具有宽电压幅度，以及宽频率范围的调变能力，其中交变电压调节范围为电压峰峰值在8V 1000V连续可调，频率调节范围在10Hz 50KHz连续可调。直流电压在8V 1000V连续可调。输出最大功率为15W。
技术介绍
介电泳现象于1956年由美国物理化学家H. A. Pohl发现，学者H. A. Pohl在实验中观察到悬浮在介质中的微粒在非均匀电场作用下可产生定向运动，并且其运动方向取决于二者介电常数的大小.在50年代后期及60年代中期，H. A. Pohl等人利用介电泳现象在无机微粒方面做了开拓性的研究，为随后的介电泳及其在无机微粒中的研究奠定了基础。.进入到20世纪90年代，随着微制造技术的发展，利用介电泳收集，定位，分离悬浮液中的微粒的技术取得了很大的进步.并且由于液体和微粒的运动以及其所受静电力的基本控制方程的数字技术的发展，更加促进了介电泳技术的发展。 电润湿是指通过调整施加在液体一固体电极之间的电势，来改变液体和固体之间的表面张力，从而改变两者之间的接触角。早在1875年，法国科学家Lippmann观察到在汞和电解液之间加电压，会出现的毛细下降现象；并提出了著名的Young-Li卯ma皿方程。1981年贝尔实验室的Beni研究了电润湿的相关动力学，并提出了基于电润湿显示的概念。1993年Berge在电润湿模型中引入了介电层，以尽量消除电解的发生，这被称为基于介电层的电润湿(介电润湿，Electrowetting onDielectric， EwOD)。随着研究的深入，人们发现，电润湿在微流体操作、芯片实验室(lab-onchip)、微变焦透镜以及印刷等方面有着广泛的应用。 在介电泳，介电润湿，以及材料，生物体的介电响应等领域的研究过程中，覆盖宽频率(包括低频和中高频)和宽幅度的交变电压是研究的必要前提，所以可以在宽幅度调节的调压调频仪是研究的重要手段。 目前市面上可以获得的可以调节电压和频率的装置，主要有应用在电力领域的变压变频器，它是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。这种变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。它的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。虽然这种应用于电力领域的调压调频器可以产生很大的功率，但是其频率调节领域并不是很宽，只是在几百赫兹以内调节无法覆盖中高频。 另一方面，可以有很宽频率调节范围的信号发生器等类似装置，无法做到很宽幅度的电压调节(大多在100V以内调节)。综上所述，现有的一些调压调频装置无法满足宽幅度电压和频率的调节。
技术实现思路
技术问题本技术的目的是提供一种可宽幅调整的电压频率装置，交变电压的频率调节范围从几赫兹到几十千赫兹，电压调节范围从几伏到将近一千伏，这样宽的电压，频率调节范围使得该电子仪器可以在材料，物理，生物领域作为一种很有意义的电源装置，作为研究材料的介电性质，产生电润湿现象，研究介电泳现象等很多需要交变电场的领域提供必备的研究手段。 技术方案本技术的可宽幅调整的电压频率装置结构为整流滤波电路的输入端接交流电输入，输出端接反激式开关电源电路中的逆变电路，逆变电路的输出端分两路，其中一路顺序与高频升压电路、整流滤波电路串联连接，另一路接保护器的输入端，保护器的输出端接脉宽调制电路的第一输入端；整流滤波电路的输出端分三路，其中第一路为直流输出，第二路顺序与电压取样调节电路、第二驱动电路、第一光电隔离电路、脉宽调制电路串联连接，脉宽调制电路的输出端接第一驱动电路的输入端，第一驱动电路的输出端接逆变电路的输入端；整流滤波电路的第三路输出接交变电压产生调节电路(图3)中的开关管电路，交变电压产生调节电路(图3)中的对称方波发生器、第二光电隔离电路、第三驱动电路、开关管电路顺序串联连接；开关管电路的输出端为交变电压输出，接频率电压显示模块。 反激式开关电源电路中的脉宽调制电路采用脉宽调制芯片TL494，输出50KHz脉宽调制信号，脉宽调制芯片TL494的12，8， 11脚接高电平10V，3脚和2脚通过第二i^一电容，第八电阻，第十电阻组成的反馈阻容网络连接；脉宽调制芯片TL494的14脚为芯片输出的标准5V电压，2脚通过第十二电阻与14脚相连接，13脚直接与14脚相连接，15脚通过第十三电阻与14脚相接，同时15脚通过第十三电阻和第十一电阻与接在电路主回路中的限流电阻的一端相接，限流电阻的另一端接地；脉宽调制芯片TL494的4， 7， 16脚接地，9脚作为芯片的输出端通过第二十六电阻接地，在芯片内部组成设计跟随器；脉宽调制芯片TL494的5脚和6脚分别接第一电容和第一电阻，控制第一电容和第一电阻的值可以控制脉宽调制芯片TL4949脚的输出为50KHz ;脉宽调制芯片TL494的9脚输出通过第二十二电阻与第七电容组成的并联电路和第二推挽电路T2相连接然后经过第二十五电阻，和开关管的栅极相连接；开关管的漏极和源极分别接反激式开关电源电路初级线圈和地；第二十七电容和第二十八电阻串联后，并接在开关管的漏极和源极两端；反激式开关电源电路的次级线圈和第八A 二极管与第八B 二极管组成的串联电路相接，第二十一 A电阻并联在第八A 二极管两端，第二十一 B电阻并联在第八B 二极管两端。 反激式开关电源电路(图2)中，电压取样调节电路和第一光电隔离电路通过由第三电位器、第四电位器、多圈电位器、微调电位器组成的分压取样电阻组成；多圈电位器的移动臂和绝缘栅极场效应管的栅极相连，绝缘栅极场效应管的漏极和源极分别连接10V直流电压和光电耦合器TLP641输入端阳极，阴极通过第二十二稳压二极管和地相连；绝缘栅极场效应管的栅极通过第二十三稳压二极管和地相接；绝缘栅极场效应管的输出端的三极管的集电极和发射极分别和IOV直流电压以及脉宽调制芯片TL494的1脚相接，作为反馈比较电压；光电耦合器TLP641输出端三极管的发射极通过第二十七电阻和地相接组成射极跟随器。所述的交变电压产生调节电路(图3)中，对称方波发生器由脉宽调制芯片TL494组成，脉宽调制芯片TL494的12、8、 11脚接高电平10V ;4， 7， 16脚接信号地；2、 14、 13脚通过第二电阻相连；15脚通过第三电阻与14脚相连；5脚分别与第二电容，第三电容，第四电容档位相接，6脚接微调电位器和第十四电阻电位器组成的串联电路；脉宽调制芯片TL494的输出端口 10，9脚通过第六电阻电阻和第五电阻接地组成对称的片内的射极跟随器。 所述的交变电压产生调节电路(图3)中，脉宽调制芯片TL494输出端9，10脚通过第四电阻、第七电阻分别和型号为6N137的第四A、B高速光电耦合器，输入端二极管阳极相连，型号为6N137的第四A、 B高速光电耦合器的输入端阴极接信号地，输出端的集电极和发射极分别接直流5V，以及通过第二 A电阻和第二 B电阻接第一 A三极管和第一 B三极管，第一 A三极管和第一 B三极管的放大信号分别连接至第一 A推挽电路和第一 B推挽电路，然后第一 A推挽电路、第一 B推挽电路的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可宽幅调整的电压频率装置，其特征在于该宽幅度调压调频仪的结构为：整流滤波电路（１）的输入端接交流电输入，输出端接反激式开关电源电路中的逆变电路（２），逆变电路（２）的输出端分两路，其中一路顺序与高频升压电路（３）、整流滤波电路（４）串联连接，另一路接保护器（５）的输入端；保护器（５）的输出端接脉宽调制电路（７）的第一输入端；整流滤波电路（４）的输出端分三路，其中第一路为直流输出，第二路顺序与电压取样调节电路（１０）、第二驱动电路（１４）、第一光电隔离电路（８）、脉宽调制电路（７）串联连接，脉宽调制电路（７）的输出端接第一驱动电路（１３）的输入端，第一驱动电路（１３）的输出端接逆变电路（２）的输入端；整流滤波电路（４）的第三路输出接交变电压产生调节电路中的开关管电路（１１），交变电压产生调节电路中的对称方波发生器（１２）、第二光电隔离电路（９）、第三驱动电路（１５）、开关管电路（１１）顺序串联连接；开关管电路（１１）的输出端为交变电压输出，接频率电压显示模块（１６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹真宁，顾忠泽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]