CN100342641C - 高压放大器 - Google Patents

高压放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN100342641C
CN100342641C CNB2005100124081A CN200510012408A CN100342641C CN 100342641 C CN100342641 C CN 100342641C CN B2005100124081 A CNB2005100124081 A CN B2005100124081A CN 200510012408 A CN200510012408 A CN 200510012408A CN 100342641 C CN100342641 C CN 100342641C
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplifier
voltage
circuit
output
relay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100124081A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1665126A (zh
Inventor
李凤琴
王尚廉
张宽收
郑耀辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi University
Original Assignee
Shanxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi University filed Critical Shanxi University
Priority to CNB2005100124081A priority Critical patent/CN100342641C/zh
Publication of CN1665126A publication Critical patent/CN1665126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100342641C publication Critical patent/CN100342641C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

一种高压放大器，它包括GAIN信号缓冲放大(1)、BIAS信号缓冲(2)、反相放大器(3)、驱动器(4)、放大器(5)、末级功放(6)、线性直流稳压电源(7)，其特征是将经过信号缓冲(2)输出的BIAS信号输入前置放大电路(8)，经其处理后的数字信号，接入继电器控制电路(9)，以控制继电器控制电路(9)中的继电器(J)得、失电，通过继电器(J)得、失电来实现开关切换电路(10)的切换功能；所述的线性直流稳压电源(7)中包括低频干扰抑制电路(11)。该放大器在开、关机时，高压输出端不产生浪涌电压和反冲电压，高压输出的稳定性达到≤±0.2%。保证了负载的安全、稳定、可靠性。

Description

高压放大器
所属领域
本发明涉及一种高压放大器，特别是一种高稳定输出的高压放大器。
技术背景
高压放大器是一种在放大模式下输出可调节的直流高压或直流高压调制的函数信号，用于开环或闭环控制***中的精密电子仪器。如用于激光领域，也可作为高压直流电压源等。
现有技术中，如国内中科院光电技术研究所生产的GD-1型的高压放大器，国外U.S.A.Burleigh Instrument，Inc.生产burleigh MODEL PZ-70型的高压放大器(参见产品说明书)。
这种高压放大器包括GAIN信号缓冲放大、BIAS信号缓冲，两信号混合后输入反相放大器，再将反相放大器的输出信号输入驱动器，去推动放大器，放大器的输出信号送入末级功放，末级功放所得直流高压或直流高压调制的函数信号送至高压放大器输出端(HV OUT)，线性直流稳压电源给放大器和末级功放提供高压稳压电源，高压放大器在放大模式下将直流高压调制函数信号输出。直流高压从0～1000VDC任意调节，函数信号输出从0～500Vpp任意调节。
这种高压放大器输出直流高电压，其负载如果为压电陶瓷，加至压电陶瓷两端的直流电压高达1000V，甚至更高，负载电流高达20mA，如果在满负荷情况下突然关机(断电)，瞬间在高压输出端子(HV OUT)上将产生一个高电压阶跃脉冲叠加在输出的直流高压上，使负载瞬时超电压负荷，影响负载工作可靠性，甚至损伤负载。即使是在将高压放大器的BIAS旋至0位(相当于关掉高压)的情况下关机，但由于高压输出电路电容两端的电压不能突变，所以仍然会产生反冲电压。如果高压放大器的BIAS是在高电压输出预置状态下开机，在上电的瞬时会在高压输出端产生一个浪涌电压(高电压阶跃脉冲)，也将危及负载的安全运行。
另外，这种高压放大器输出端(HV OUT)存在10HZ～200HZ，50mvpp～8vpp的低频干扰，整机输出直流高压稳定度≤±1％。
发明内容
本发明的目的是提供一种高稳定度的高压放大器，这种放大器在开、关机时，高压输出端不产生浪涌电压和反冲电压，并能克服低频(纹波)对高压放大器输出端的干扰。
本发明提供一种高压放大器，包括GAIN信号缓冲放大、BIAS信号缓冲，两信号混合后输入反相放大器，再将反相放大器的输出信号输入驱动器，去推动放大器，放大器的输出信号送入末级功放，末级功放所得直流高压或直流高压调制的函数信号送至高压放大器输出端(HV OUT)，线性直流稳压电源给放大器和末级功放提供高压稳压电源，高压放大器在放大模式下将直流高压调制函数信号输出，其特征是将经过信号缓冲输出的BIAS信号输入前置放大电路的输入端口VS，经前置放大电路处理后的数字信号，经电阻R4接入继电器控制电路的输入端b，以控制继电器控制电路中的继电器J得、失电，通过继电器J得、失电来实现开关切换电路的切换功能，完成高压放大器输出端口对地短路与开路的切换，以及POWER自保与自保解除的切换。这种设计使高压放大器在开、关机时，高压输出端不产生浪涌电压和反冲电压；所述的线性直流稳压电源中的四只整流二极管的两端各并联一只高压电容器而构成低频干扰抑制电路，这样使200Hz以下的低频(纹波)对高压放大器输出端的干扰尽可能小，以提高输出高压的稳定度；所述的前置放大电路是由直流或低频集成运算放大器U组成同相放大电路，R2和R3是反馈电阻，R1是隔离电阻，二极管D1将直流或低频集成运算放大器U的同相输入端的BIAS信号限制在≤0.7V，运放U的输出端电压被稳压二极管D2限制在2V～3V；所述的继电器控制电路是由前置放大电路输出的BIAS数字信号经限流电阻R4送入继电器控制电路中的晶体三极管VT的基极b，在基极b与地之间接一只防振铃电容器C。
与现有技术相比，本发明的优点和效果：1)本发明高压放大器中采用了偏置信号前置放大电路、继电器控制电路、继电器开关接点和高压输出(HV OUT)电路，使得高压放大器在开机时，高压输出端是处于零电位(接地)开机，高压输出端不产生浪涌电压；关机前先将高压输出降至零(也就是把BIAS信号降至零)，继电器J失电，POWER自保解除，才能关机，这时高压输出为零，同时高压输出端子切换到地，避免了反冲电压的发生。保证了负载的安全可靠性。2)本发明高压放大器中采用了低频干扰抑制电路，提高了高压放大器输出的稳定性，使其仅存50Hz不超过100mVPP的纹波电平，其高压输出的稳定度达到≤±0.2％。明显优于现有技术美国PZ-70高压放大器的技术性能。下表为本发明与美国burleighPZ-70高压放大器的比较：
附图说明
图1是本发明高压放大器电路框图
图2是本发明高压放大器的部分原理电路图
图中：1：GAIN信号缓冲放大；2：BIAS信号缓冲；3：反相放大器；4：驱动器；5：放大器；6：末级功放；7：线性直流稳压电源；8：BIAS信号前置放大；9：继电器控制电路；10：开关切换电路；11：低频干扰抑制电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明高压放大器作进一步详细说明。
一种高压放大器如图1、图2所示，包括GAIN信号缓冲放大1，它是将一种外接函数信号，通过同相放大器进行缓冲放大后的GAIN信号与一种由基准电压构成的模拟输入电压，经缓冲2后的BIAS信号，一起输入到反相放大器3。同时，将经过信号缓冲2输出的BIAS信号输入前置放大电路8的输入端口VS，经前置放大电路8处理后的数字信号，经电阻R4接入继电器控制电路9的输入端b，以控制继电器控制电路9中的继电器J得、失电，通过继电器J得、失电来实现开关切换电路10的切换功能，完成高压放大器输出端口对地短路与开路的切换，以及POWER自保与自保解除的切换。反相放大器3由集成运放和接在其同相端的反馈电路组成，反馈电路将高压放大器末级输出端的输出电压反馈到同相端，GAIN和BIAS信号经反相放大器处理后即获得一种直流调制的函数信号送到驱动器4，进行电流放大，使其推动放大器5，将直流电压或直流调制的函数信号放大到所需要的幅度，放大器5由高反压大功率晶体三极管构成，放大后的信号电压从其集电极输出到末级功放6的基极，末级功放6由与放大器5相同的晶体三极管构成射极跟随器，末级功放6的发射极输出电路由三只精密电阻组成分压器，所取得的直流电压或直流电压调制的函数信号电压送到HV OUT端口(BNC)，另一部分反馈到反相放大器3的同相输入端，第三部分经显示电路送到数显器显示高压放大器HV OUT端口输出的直流电压。整机的低压电源由线性恒压源或开关电源提供，高压电源由线性直流稳压电源7提供给放大器5和末级功放6。在线性直流稳压电源7的四只整流二极管的两端各并联一只高压电容器而构成。这样使200Hz以下的低频(纹波)对高压放大器输出端的干扰尽可能小，以提高输出高压的稳定度。高压放大器在放大模式下将直流高压调制函数信号输出。
其中：所述的前置放大电路8是由直流或低频集成运算放大器U组成同相放大电路，R2和R3是反馈电阻，R1是隔离电阻，二极管D1将直流或低频集成运算放大器U的同相输入端的BIAS信号限制在≤0.7V，运放U的输出端电压被稳压二极管D2限制在2V～3V。
所述的继电器控制电路9是由前置放大电路8输出的BIAS数字信号经限流电阻R4送入继电器控制电路中的晶体三极管VT的基极b，在基极b与地之间接一只防振铃电容器C。所述的晶体三极管VT是中、小功率晶体管。所述的电容器C的电容量≥10μF。
所述的继电器J是中、小功率直流继电器。所述的开关切换电路10是继电器J的一组单刀双掷开关中的刀K1接高压放大器的高压输出端口，其常闭接点接地，另一组单刀双掷开关中的刀K2和常开接点分别与高压放大器的电源开关的两个接点相连。
这种高压放大器，在开机时，高压输出端不产生浪涌电压；关机时不产生反冲电压；高压输出的稳定性达到≤±0.2％。保证了负载的安全稳定可靠运行。经过山西大学光电研究所在激光器上应用试验，证明其安全性、稳定性和可靠性，明显优于现有产品。

Claims (4)

1.一种高压放大器，包括GAIN信号缓冲放大(1)、BIAS信号缓冲(2)，两信号混合后输入反相放大器(3)，再将反相放大器(3)的输出信号输入驱动器(4)，去推动放大器(5)，放大器(5)的输出信号送入末级功放(6)，末级功放(6)所得直流高压或直流高压调制的函数信号送至高压放大器输出端(HV OUT)，线性直流稳压电源(7)给放大器(5)和末级功放(6)提供高压稳压电源，高压放大器在放大模式下将直流高压调制函数信号输出，其特征是将经过信号缓冲(2)输出的BIAS信号输入前置放大电路(8)的输入端口(Vs)，经前置放大电路(8)处理后的数字信号，经电阻R4接入继电器控制电路(9)的输入端(b)，以控制继电器控制电路(9)中的继电器(J)得、失电，通过继电器(J)得、失电来实现开关切换电路(10)的切换功能，完成高压放大器输出端口对地短路与开路的切换，以及POWER自保与自保解除的切换；所述的线性直流稳压电源(7)中的四只整流二极管的两端各并联一只高压电容器而构成低频干扰抑制电路(11)；所述的前置放大电路(8)是由直流或低频集成运算放大器(U)组成同相放大电路，R2和R3是反馈电阻，R1是隔离电阻，二极管(D1)将直流或低频集成运算放大器(U)的同相输入端的BIAS信号限制在≤0.7V，运放(U)的输出端电压被稳压二极管(D2)限制在2V～3V；所述的继电器控制电路(9)是由前置放大电路(8)输出的BIAS数字信号经限流电阻(R4)送入继电器控制电路中的晶体三极管(VT)的基极(b)，在基极(b)与地之间接一只防振铃电容器(C)。
2.根据权利要求1所述的高压放大器，其特征在于：所述的晶体三极管(VT)是中、小功率晶体管；所述电容器(C)的电容量≥10μF。
3.根据权利要求1所述的高压放大器，其特征在于：所述的继电器(J)是中、小功率直流继电器。
4.根据权利要求1所述的高压放大器，其特征在于：所述的开关切换电路(10)是继电器(J)的一组单刀双掷开关中的刀(K1)接高压放大器的高压输出端口，其常闭接点接地，另一组单刀双掷开关中的刀(K2)和常开接点分别与高压放大器的电源开关的两个接点相连。
CNB2005100124081A 2005-03-14 2005-03-14 高压放大器 Expired - Fee Related CN100342641C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100124081A CN100342641C (zh) 2005-03-14 2005-03-14 高压放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100124081A CN100342641C (zh) 2005-03-14 2005-03-14 高压放大器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1665126A CN1665126A (zh) 2005-09-07
CN100342641C true CN100342641C (zh) 2007-10-10

Family

ID=35036056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100124081A Expired - Fee Related CN100342641C (zh) 2005-03-14 2005-03-14 高压放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100342641C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902206A (zh) * 2010-02-12 2010-12-01 上海楷锐音响设备有限公司 带音频信号控制开关的音频功率放大器
CN102142813B (zh) * 2011-03-30 2013-01-23 山西大学 低噪声高压放大器
CN103676725A (zh) * 2013-11-20 2014-03-26 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器
CN106772208B (zh) * 2016-12-30 2023-11-28 杭州海兴电力科技股份有限公司 一种单三相表集成可靠性测试台
CN112953422B (zh) * 2021-04-19 2023-02-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种功率放大器以及集成式压电陶瓷驱动器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2334121Y (zh) * 1998-02-24 1999-08-18 陈培莉 无变压器高压音频功率放大器
JP2004336643A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Victor Co Of Japan Ltd 電力増幅回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2334121Y (zh) * 1998-02-24 1999-08-18 陈培莉 无变压器高压音频功率放大器
JP2004336643A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Victor Co Of Japan Ltd 電力増幅回路

Also Published As

Publication number Publication date
CN1665126A (zh) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9705458B1 (en) Energy-efficient consumer device audio power output stage with gain control
CN101563840B (zh) 电力放大装置
US9203345B2 (en) Power supply circuit, power supply system, and radio communication apparatus
CN100342641C (zh) 高压放大器
US7649413B2 (en) High-frequency power amplifier improved in size and cost
CN104065267B (zh) 电源装置和半导体集成电路装置
CN100413213C (zh) 一级或多级开关模式功率放大器的功率控制和调制
CN107092296B (zh) 一种快速瞬态响应低压差电压调整器
KR101236690B1 (ko) 증폭기 장치 및 방법
US8310796B2 (en) Methods and systems for operating power converters
US7091790B2 (en) Power amplifier (PA) efficiency with low current DC to DC converter
JP2020072468A (ja) 電力増幅モジュール
CN102403963A (zh) 功率放大器
CN100536324C (zh) 高输出放大器
CN1961477A (zh) 射频放大器的自动电流减少偏置技术
TW201134078A (en) Power supply device having an adjustable switching frequency
US6586992B1 (en) System and method for increasing power range in a power amplifier using a single voltage supply
CN217546015U (zh) Pmos管快速开关的驱动电路、驱动电路基板及扫地机器人
CN106301068A (zh) 一种数字驱动电源
CN209267541U (zh) 一种长脉冲调制器的实现电路
US3986131A (en) Class AB-dual push-pull amplifier
EP1109311A3 (en) Gain control for an amplifier
EP0307237A2 (en) Signal amplifier
JP2005184273A (ja) 高出力増幅器
CN218006120U (zh) 一种航天器推进电源转换装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071010

Termination date: 20140314