CN116799767A - 抑弧和采样调理电路、其控制方法及镀膜电源 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种抑弧和采样调理电路、其控制方法及镀膜电源。该电路包括:依次连接的第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路;依次连接的第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路;第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设有限流电感以及续流电阻;第一输出支路和第三输出支路连接,且第一输出支路和第三输出支路之间设有第一开关S1;第二输出支路和第四输出支路连接,且第二输出支路和第四输出支路之间设有第二开关S2。本申请提供的方案,能够解决镀膜电源输出端容易产生电弧现象的问题,提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及抑弧和采样调理电路、其控制方法及镀膜电源。
背景技术
在半导体镀膜技术中,镀膜电源对于输出电流、输出电压以及输出功率的控制精度低,容易在负载突然断开,或者负载阻值突然变大,或者负载短路的情况下,镀膜电源的输出端容易出现对空气放电,或者过流保护,即产生电弧的现象,容易损坏镀膜对象和镀膜电源,甚至造成安全隐患。
因此,需要对镀膜电源的输出电路进行改进,解决镀膜电源输出端容易产生电弧现象的问题,以提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本申请提供一种抑弧和采样调理电路,该抑弧和采样调理电路,能够解决镀膜电源输出端容易产生电弧现象的问题,提升提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
本申请第一方面提供一种抑弧和采样调理电路,包括:
依次连接的第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路;依次连接的第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路;
第一应力吸收电路以及第二应力吸收电路用于吸收第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电应力,以及异常电应力;
第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设有限流电感以及续流电阻;
第一输出支路和第三输出支路连接,且第一输出支路和第三输出支路之间设有第一开关S1,使得当第一开关S1闭合时,第一输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第三输出支路上的限流电感以及续流电阻并联;
第二输出支路和第四输出支路连接,且第二输出支路和第四输出支路之间设有第二开关S2,使得当第二开关S2闭合时,第二输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第四输出支路上的限流电感以及续流电阻并联。
在一种实施方式中,第一输出支路中设有限流电感L2以及续流电阻R12,限流电感L2和续流电阻R12并联连接;
第二输出支路中设有限流电感L3以及续流电阻R13,限流电感L3和续流电阻R13并联连接;
第三输出支路中设有限流电感L1以及续流电阻R9,限流电感L1和续流电阻R9并联连接;
第四输出支路中设有限流电感L4以及续流电阻R20,限流电感L4和续流电阻R20并联连接。
在一种实施方式中,第一应力吸收电路包括电容C1以及电阻R11,电容C1和电阻R11串联连接;
第二应力吸收电路包括电容C2以及电阻R28,电容C2和电阻R28串联连接。
在一种实施方式中,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路均为桥式电路;
第一脉冲发生电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4,MOS管Q1与二极管D1并联连接,MOS管Q2与二极管D2并联连接,MOS管Q3与二极管D3并联连接,MOS管Q4与二极管D4并联连接;
第二脉冲发生电路包括MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、二极管D5、二极管D6、二极管D7以及二极管D8,MOS管Q5与二极管D5并联连接,MOS管Q6与二极管D6并联连接,MOS管Q7与二极管D7并联连接,MOS管Q8与二极管D8并联连接。
在一种实施方式中,抑弧和采样调理电路还包括:电流采样ADC调理电路;
电流采样ADC调理电路包含电压信号转换电路以及差分电压信号转换电路;
电压信号转换电路包含第一转换电路以及第二转换电路,第一转换电路与第一输出支路连接,第二转换电路与第三输出支路连接;
第二转换电路、第一转换电路以及差分电压信号转换电路依次连接,且第一转换电路和第二转换电路之间设有第三开关S3。
在一种实施方式中,第一转换电路包含第一采样端CS1以及电阻R7,第一采样端CS1与第一输出支路连接,电阻R7接地,第二转换电路包含第二采样端CS2以及电阻R4,第二采样端CS2与第三输出支路连接,电阻R4接地,且第三开关S3设置于电阻R7和电阻R4之间,第三开关S3用于控制电阻R7和电阻R4之间连接导线的通断状态;
差分电压信号转换电路包含差分转换芯片U1、分压电阻R6、分压电阻R8、调幅电阻R1、调幅电阻R2、调幅电阻R3、调幅电阻R5以及调幅电阻R10;差分转换芯片U1的接口包括VCOM接口、IN+接口、IN-接口、OUT+接口以及OUT-接口;
分压电阻R6的一端接通第一叠加电压,分压电阻R6的另一端与VCOM接口连接;
分压电阻R8的一端接地,分压电阻R8的另一端与VCOM接口连接;
调幅电阻R2的一端与第一转换电路连接,调幅电阻R2的另一端与IN+接口连接;
调幅电阻R5的一端接地,调幅电阻R5的另一端与IN-接口连接;
调幅电阻R1与IN+接口连接,调幅电阻R10与IN-接口连接,调幅电阻R3连接于调幅电阻R1和调幅电阻R10之间。
在一种实施方式中,抑弧和采样调理电路还包括:电压采样ADC调理电路以及EMI滤波磁环;
EMI滤波磁环环绕第一输出电压干路以及第二输出电压干路,第一输出电压干路为第一输出支路和第三输出支路连接汇合后形成的干路,第二输出电压干路为第二输出支路和第四输出支路连接汇合后形成的干路;
电压采样ADC调理电路包含分压电路、第一放大电路、第二放大电路以及耦合电路;
分压电路包含分压电阻R15、分压电阻R24、分压电阻R16、分压电阻R25、稳压二极管D9以及稳压二极管D10;分压电阻R16和分压电阻R25串联连接,分压电阻R16与第一输出电压干路连接,分压电阻R25接地;分压电阻R15和分压电阻R24串联连接,分压电阻R15与第二输出电压干路连接,分压电阻R24接地;稳压二极管D10与分压电阻R25并联,稳压二极管D9与分压电阻R24并联;
第一放大电路包含第一运放U2、电阻R14、电阻R17、电阻R22以及电阻R23;第二放大电路包含第二运放U3、电阻R29、电阻R30、电阻R32以及电阻R33;电阻R17的一端与稳压二极管D9的阴极连接,电阻R17的另一端与第一运放U2的反相输入端连接;电阻R32的一端与稳压二极管D9的阴极连接,电阻R32的另一端与第二运放U3的同相输入端连接;电阻R33与第二运放U3的同相输入端连接;电阻R22的一端与稳压二极管D10的阴极连接,电阻R22的另一端与第一运放U2的同相输入端连接;电阻R23与第一运放U2的同相输入端连接;电阻R30的一端与稳压二极管D10的阴极连接,电阻R30与第二运放U3的反相输入端连接;电阻R14的一端与第一运放U2的反相输入端连接,电阻R14的另一端与第一运放U2的输出端支路连接;电阻R29的一端与第二运放U3的反相输入端连接,电阻R29的另一端与第二运放U3的输出端支路连接;
耦合电路包括电阻R18、耦合电阻R19、电阻R21、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R34以及耦合电阻R35;电阻R18、电阻R26以及电阻R34串联连接,耦合电阻R19、电阻R27以及耦合电阻R35串联连接;电阻R21设置于第一运放U2的输出端支路上,且电阻R21的一端连接于电阻R18和电阻R26之间,电阻R21的另一端连接于耦合电阻R19和电阻R27之间;电阻R31设置于第二运放U3的输出端支路上,且电阻R31的一端连接于电阻R26和电阻R34之间,电阻R31的另一端连接于耦合电阻R35和电阻R27之间;耦合电阻R19以及耦合电阻R35与第二叠加电压接通。
本申请第二方面提供一种抑弧和采样调理电路控制方法,用于控制第一方面所述的抑弧和采样调理电路进行运作,包括:
获取第一脉冲发生电路的第一电路输出功率,将第一电路输出功率与第一功率设定值对比;
若第一电路输出功率大于或等于第一功率设定值,则获取第一输出限流电路的第二电路输出功率,若第二电路输出功率小于第二功率设定值,则控制第一开关S1以及第二开关S2闭合;
若第一电路输出功率小于第一功率设定值,则将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态,并且获取第二输出限流电路的第三电路输出功率,若第三电路输出功率小于第三功率设定值,则控制第一开关S1以及第二开关S2闭合。
在一种实施方式中,将将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态之后,还包括:
获取电压信号转换电路的输出电流,将输出电流与电流设定值对比,若输出电流小于电流设定值,则控制第三开关S3闭合。
本申请第三方面提供一种镀膜电源,包括如第一方面所述的抑弧和采样调理电路。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
通过将第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路依次连接,将第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路依次连接,使得第一应力吸收电路以及第二应力吸收电路能够吸收第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电应力,以及异常电应力,进而在第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设置限流电感以及续流电阻,并且将第一输出支路和第三输出支路连接,且第一输出支路和第三输出支路之间设有第一开关S1,使得当第一开关S1闭合时,第一输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第三输出支路上的限流电感以及续流电阻并联,并且将第二输出支路和第四输出支路连接,且第二输出支路和第四输出支路之间设有第二开关S2,使得当第二开关S2闭合时,第二输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第四输出支路上的限流电感以及续流电阻并联,从而在实现第一脉冲发生电路以及第二脉冲发生电路的输出功率叠加,实现大功率输出的同时,在抑弧和采样调理电路输出端的负载突然断开,或者负载阻值突然变大,或者负载短路的情况下,限流电感的电流能够在续流电阻中得到泄放消耗,有效降低产生电弧的风险,提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述,本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本申请示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路的电路结构示意图;
图2是本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整,并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例一
在半导体镀膜技术中,镀膜电源对于输出电流、输出电压以及输出功率的控制精度低,容易在负载突然断开,或者负载阻值突然变大,或者负载短路的情况下,镀膜电源的输出端容易出现对空气放电,即产生电弧的现象,容易损坏镀膜电源,甚至造成安全隐患。因此,需要对镀膜电源的输出电路进行改进,解决镀膜电源输出端容易产生电弧现象的问题,以提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
针对上述问题,本申请实施例提供一种抑弧和采样调理电路,能够解决镀膜电源输出端容易产生电弧现象的问题,提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
图1是本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路的电路结构示意图。
请参阅图1,本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路的实施例一包括:
依次连接的第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路,依次连接的第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路,其中,第一应力吸收电路以及第二应力吸收电路用于吸收第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电应力,以及异常电应力,具体地,在抑弧和采样调理电路处于稳态时,第一应力吸收电路以及第二应力吸收电路能够吸收第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路中的MOS管和二极管所产生的电应力,在触发电路保护时,即例如发生负载突然断开,或者负载阻值突然变大,或者负载短路的情况时,对抑弧和采样调理电路之中所产生的异常电应力也能够吸收。
进一步地,第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设有限流电感以及续流电阻,通过限流电感对抑弧和采样调理电路进行输出限流,而续流电阻能够对限流电感的多余电流进行泄放消耗,防止电弧产生。
第一输出支路和第三输出支路连接,且第一输出支路和第三输出支路之间设有第一开关S1,使得当第一开关S1闭合时,第一输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第三输出支路上的限流电感以及续流电阻并联;第二输出支路和第四输出支路连接,且第二输出支路和第四输出支路之间设有第二开关S2,使得当第二开关S2闭合时,第二输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第四输出支路上的限流电感以及续流电阻并联,并联后阻值变小,减少抑弧和采样调理电路的输出损耗,同时能够实现第一脉冲发生电路以及第二脉冲发生电路的输出功率叠加,实现大功率输出。
从上述实施例一中可以看出以下有益效果:
通过将第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路依次连接,将第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路依次连接,使得第一应力吸收电路以及第二应力吸收电路能够吸收第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电应力,以及异常电应力,进而在第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设置限流电感以及续流电阻,并且将第一输出支路和第三输出支路连接,且第一输出支路和第三输出支路之间设有第一开关S1,使得当第一开关S1闭合时,第一输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第三输出支路上的限流电感以及续流电阻并联,并且将第二输出支路和第四输出支路连接,且第二输出支路和第四输出支路之间设有第二开关S2,使得当第二开关S2闭合时,第二输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与第四输出支路上的限流电感以及续流电阻并联,从而在实现第一脉冲发生电路以及第二脉冲发生电路的输出功率叠加,实现大功率输出的同时,在抑弧和采样调理电路输出端的负载突然断开,或者负载阻值突然变大,或者负载短路的情况下,限流电感的电流能够在续流电阻中得到泄放消耗,有效降低产生电弧的风险,提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
实施例二
为了便于理解,以下提供抑弧和采样调理电路的一个实施例来进行说明,在实际应用中,会对第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路、第一输出限流电路、第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路的电路结构作进一步设计,还会增设电流采样ADC调理电路,将电流采样转换为差分电压信号供后端ADC高速采样;还会增设电压采样ADC调理电路,将电压采样信号经降压、放大并转换为差分信号供后端ADC高速采样,以对信号进行调理便于ADC采集后实现控制和保护,同时在抑弧和采样调理电路的总输出干路上设置EMI滤波磁环,使得抑弧和采样调理电路的电压输出更稳定,提升镀膜对象的安全性和镀膜电源的可靠性。
请参阅图1,本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路的实施例二包括:
在本申请实施例中,第一输出支路,即图1中的OUT1A中设有限流电感L2以及续流电阻R12,限流电感L2和续流电阻R12并联连接,第二输出支路,即图1中的OUT1B中设有限流电感L3以及续流电阻R13,限流电感L3和续流电阻R13并联连接,第三输出支路,即图1中的OUT2A中设有限流电感L1以及续流电阻R9,限流电感L1和续流电阻R9并联连接,第四输出支路,即图1中的OUT2B中设有限流电感L4以及续流电阻R20,限流电感L4和续流电阻R20并联连接。续流电阻R12、续流电阻R13、续流电阻R9和续流电阻R20的阻值可以设置较大一些,使得在抑弧和采样调理电路正常工作时,流经续流电阻的电流较小。各对限流电感和续流电阻并联连接形成消耗回路,满足在输出短路或触发其他电路保护措施而导致所有MOS管关闭时,限流电感的电感电流对续流回路的需求,避免产生电弧;而当负载阻值突然变大时,需要保持各个限流电感的电流不突变,各个续流电阻也能起到吸收部分多余电流的作用。
在本申请实施例中,第一应力吸收电路包括电容C1以及电阻R11,电容C1和电阻R11串联连接,第二应力吸收电路包括电容C2以及电阻R28,电容C2和电阻R28串联连接。其中的电容起到一定的储能作用。
在本申请实施例中,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路均为桥式电路,其中,第一脉冲发生电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4,MOS管Q1与二极管D1并联连接,MOS管Q2与二极管D2并联连接,MOS管Q3与二极管D3并联连接,MOS管Q4与二极管D4并联连接。另外,第二脉冲发生电路包括MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、二极管D5、二极管D6、二极管D7以及二极管D8,MOS管Q5与二极管D5并联连接,MOS管Q6与二极管D6并联连接,MOS管Q7与二极管D7并联连接,MOS管Q8与二极管D8并联连接。如图1所示,第一脉冲发生电路的电压输入端即图1中的Vbus1+和Vbus1-,第二脉冲发生电路的电压输入端即是图1中的Vbus2+和Vbus2-。可以理解的是,在实际应用中,第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电路形式是多样的,在实际应用中需根据实际应用情况确定第一脉冲发生电路和第二脉冲发生电路的电路形式,此处不作唯一限定。
进一步地,抑弧和采样调理电路还包括:电流采样ADC调理电路,其中,电流采样ADC调理电路包含电压信号转换电路以及差分电压信号转换电路,电压信号转换电路包含第一转换电路以及第二转换电路,第一转换电路与第一输出支路连接,第二转换电路与第三输出支路连接,第二转换电路、第一转换电路以及差分电压信号转换电路依次连接,且第一转换电路和第二转换电路之间设有第三开关S3,具体地,第一转换电路包含第一采样端CS1以及电阻R7,第一采样端CS1与第一输出支路连接,电阻R7接地,第二转换电路包含第二采样端CS2以及电阻R4,第二采样端CS2与第三输出支路连接,电阻R4接地,且第三开关S3设置于电阻R7和电阻R4之间,第三开关S3用于控制电阻R7和电阻R4之间连接导线的通断状态,可以理解的是,在第一采样端CS1不满足电流采样ADC的采样需求时,就可以通过接通第三开关S3,进而将第二采样端CS2并联进来,通过电阻R4或电阻R7转换成电压信号。
差分电压信号转换电路包含差分转换芯片U1、分压电阻R6、分压电阻R8、调幅电阻R1、调幅电阻R2、调幅电阻R3、调幅电阻R5以及调幅电阻R10;差分转换芯片U1的接口包括VCOM接口、IN+接口、IN-接口、OUT+接口以及OUT-接口,差分转换芯片U1具有单端信号转换差分电压信号的功能,即将电阻R4或电阻R7转换得到的电压信号转换为同幅度,不同极性的差分电压,示例性的,假设电阻R4或电阻R7转换得到的电压信号为1V,那么经过差分转换芯片U1转换后就得到-1V和1V的差分电压。
分压电阻R6的一端接通第一叠加电压,即图1中的VREF1,分压电阻R6的另一端与VCOM接口连接,分压电阻R8的一端接地,分压电阻R8的另一端与VCOM接口连接,从而对第一叠加电压进行分压后输入到差分转换芯片U1中,与差分电压进行叠加,使得在OUT+接口以及OUT-接口中输出带有直流偏置的供电电压,即图1中的Vcsa以及Vcsb,而且使得Vcsa以及Vcsb均为正电压,能够满足对高速电流采样ADC的单极性正电压供电需求,避免负电压输入高速电流采样ADC中造成无法识别的情况。可以理解的是,第一叠加电压的取值形式是多样的,只需确保Vcsa以及Vcsb为正电压且能够满足高速电流采样ADC的供电需求即可,此处不作唯一限定。
调幅电阻R2的一端与第一转换电路连接,调幅电阻R2的另一端与IN+接口连接,调幅电阻R5的一端接地,调幅电阻R5的另一端与IN-接口连接,调幅电阻R1与IN+接口连接,调幅电阻R10与IN-接口连接,调幅电阻R3连接于调幅电阻R1和调幅电阻R10之间。各个调幅电阻用于调整对电阻R4或电阻R7转换得到的电压信号进行转换后的差分电压的缩放比例,示例性的,假设电阻R4或电阻R7转换得到的电压信号为1V,在调整各个调幅电阻的阻值之后,经过差分转换芯片U1转换后就得到-0.5V和0.5V的差分电压。
进一步地,抑弧和采样调理电路还包括:电压采样ADC调理电路以及EMI滤波磁环,即图1中的“EMI滤波”,其中,EMI滤波磁环环绕第一输出电压干路以及第二输出电压干路,即图1中的OUT3A以及OUT3B,第一输出电压干路为第一输出支路和第三输出支路连接汇合后形成的干路,第二输出电压干路为第二输出支路和第四输出支路连接汇合后形成的干路,使得抑弧和采样调理电路的电压输出更稳定,提升抑弧和采样调理电路的可靠性和安全性。
另外,电压采样ADC调理电路包含分压电路、第一放大电路、第二放大电路以及耦合电路,具体地:
分压电路包含分压电阻R15、分压电阻R24、分压电阻R16、分压电阻R25、稳压二极管D9以及稳压二极管D10,分压电阻R16和分压电阻R25串联连接,分压电阻R16与第一输出电压干路连接,分压电阻R25接地,分压电阻R15和分压电阻R24串联连接,分压电阻R15与第二输出电压干路连接,分压电阻R24接地,稳压二极管D10与分压电阻R25并联,稳压二极管D9与分压电阻R24并联,通过分压电阻R15、分压电阻R24、分压电阻R16以及分压电阻R25对第一输出电压干路以及第二输出电压干路的输出电压进行分压,结合稳压二极管D9以及稳压二极管D10的限幅作用,确保输入下级电路,即第一放大电路和第二放大电路的电压在承受范围之内,确保电路的安全性。
进一步地,第一放大电路包含第一运放U2、电阻R14、电阻R17、电阻R22以及电阻R23,第二放大电路包含第二运放U3、电阻R29、电阻R30、电阻R32以及电阻R33,电阻R17的一端与稳压二极管D9的阴极连接,电阻R17的另一端与第一运放U2的反相输入端连接,电阻R32的一端与稳压二极管D9的阴极连接,电阻R32的另一端与第二运放U3的同相输入端连接,电阻R33与第二运放U3的同相输入端连接,电阻R22的一端与稳压二极管D10的阴极连接,电阻R22的另一端与第一运放U2的同相输入端连接,电阻R23与第一运放U2的同相输入端连接,电阻R30的一端与稳压二极管D10的阴极连接,电阻R30与第二运放U3的反相输入端连接,电阻R14的一端与第一运放U2的反相输入端连接,电阻R14的另一端与第一运放U2的输出端支路连接,电阻R29的一端与第二运放U3的反相输入端连接,电阻R29的另一端与第二运放U3的输出端支路连接,从而经过第一放大电路以及第二放大电路的处理,形成差分电压。
耦合电路包括电阻R18、耦合电阻R19、电阻R21、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R34以及耦合电阻R35,电阻R18、电阻R26以及电阻R34串联连接,耦合电阻R19、电阻R27以及耦合电阻R35串联连接,电阻R21设置于第一运放U2的输出端支路上,且电阻R21的一端连接于电阻R18和电阻R26之间,电阻R21的另一端连接于耦合电阻R19和电阻R27之间,电阻R31设置于第二运放U3的输出端支路上,且电阻R31的一端连接于电阻R26和电阻R34之间,电阻R31的另一端连接于耦合电阻R35和电阻R27之间,耦合电阻R19以及耦合电阻R35与第二叠加电压,即图1中的VREF2接通,从而将第二叠加电压耦合至差分电压上增加直流偏置,从而在耦合电路的输出端,即图1中的Vvsa和Vvsb中输出带有直流偏置的供电电压,而且使得Vvsa和Vvsb均为正电压,能够满足对高速电压采样ADC的单极性正电压供电需求,避免负电压输入高速电压采样ADC中造成无法识别的情况。可以理解的是,第二叠加电压的取值形式是多样的,只需确保Vvsa和Vvsb为正电压且能够满足高速电压采样ADC的供电需求即可,此处不作唯一限定。
可以理解的是,在本申请实施例中,抑弧和采样调理电路是可以多个叠加的,多个抑弧和采样调理电路在OUT3A以及OUT3B处对应接通即可,实现多倍输出能力。
实施例三
与前述抑弧和采样调理电路的实施例相对应,本申请还提供了一种抑弧和采样调理电路控制方法及相应的实施例。
图2是本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路控制方法的流程示意图。
请参阅图2,本申请实施例示出的抑弧和采样调理电路控制方法包括:
301、获取第一脉冲发生电路的第一电路输出功率,将第一电路输出功率与第一功率设定值对比,根据对比结果控制第二脉冲发生电路的状态以及控制第一开关S1和第二开关S2的开闭;
具体地,若第一电路输出功率大于或等于第一功率设定值,说明第一脉冲发生电路的输出功率能够满足应用需求,仅开启单通道工作即可;进一步地,还可以获取第一输出限流电路的第二电路输出功率,若第二电路输出功率小于第二功率设定值,则控制第一开关S1以及第二开关S2闭合,使两个通道小功率均衡运行,延长设备使用寿命。
若第一电路输出功率小于第一功率设定值,说明第一脉冲发生电路的输出功率不能够满足应用需求,则将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态,将第二脉冲发生电路的输出功率叠加进来,并且获取第二输出限流电路的第三电路输出功率,若第三电路输出功率小于第三功率设定值,则控制第一开关S1以及第二开关S2闭合,解决单一通道通过能力不足的问题,提升电路输出能力。
可以理解的是,第一功率设定值可以设定为20kw,第二功率设定值与第三功率设定值可以设定为一样的功率数值,也可以不一致,也可以设置为20kw,在实际应用中,需根据实际应用情况确定第一功率设定值、第二功率设定值以及第三功率设定值的取值,此处不作唯一限定。
302、将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态之后,获取电压信号转换电路的输出电流,将输出电流与电流设定值对比,若输出电流小于电流设定值,则控制第三开关S3闭合。
用以解决单通道电流输出不能满足高速电流采样ADC的采样需求的问题。
实施例四
与前述抑弧和采样调理电路的实施例相对应,本申请还提供了一种镀膜电源及相应的实施例。
本申请实施例示出的镀膜电源包括如实施例一或实施例二中提供的抑弧和采样调理电路。
关于上述实施例中的抑弧和采样调理电路,其中各个部分已经在有关该抑弧和采样调理电路的实施例中进行了详细描述,此处将不再做详细阐述说明。
上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉,说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外,可以理解,本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减,本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
此外,根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品,该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。
或者,本申请还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质(或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质),其上存储有可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码),当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或电子设备、服务器等)的处理器执行时,使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。
本领域技术人员还将明白的是,结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的***和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种抑弧和采样调理电路,其特征在于,包括:
依次连接的第一脉冲发生电路、第一应力吸收电路以及第一输出限流电路;依次连接的第二脉冲发生电路、第二应力吸收电路以及第二输出限流电路;
所述第一应力吸收电路以及所述第二应力吸收电路用于吸收所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路的电应力,以及异常电应力;
所述第一输出限流电路的第一输出支路和第二输出支路,以及所述第二输出限流电路的第三输出支路和第四输出支路上均设有限流电感以及续流电阻;
所述第一输出支路和所述第三输出支路连接,且所述第一输出支路和所述第三输出支路之间设有第一开关S1,使得当所述第一开关S1闭合时,所述第一输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与所述第三输出支路上的限流电感以及续流电阻并联;
所述第二输出支路和所述第四输出支路连接,且所述第二输出支路和所述第四输出支路之间设有第二开关S2,使得当所述第二开关S2闭合时,所述第二输出支路上的限流电感以及续流电阻能够与所述第四输出支路上的限流电感以及续流电阻并联。
2.根据权利要求1所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,
所述第一输出支路中设有限流电感L2以及续流电阻R12,所述限流电感L2和所述续流电阻R12并联连接;
所述第二输出支路中设有限流电感L3以及续流电阻R13,所述限流电感L3和所述续流电阻R13并联连接;
所述第三输出支路中设有限流电感L1以及续流电阻R9,所述限流电感L1和所述续流电阻R9并联连接;
所述第四输出支路中设有限流电感L4以及续流电阻R20,所述限流电感L4和所述续流电阻R20并联连接。
3.根据权利要求1所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,
所述第一应力吸收电路包括电容C1以及电阻R11,所述电容C1和所述电阻R11串联连接;
所述第二应力吸收电路包括电容C2以及电阻R28,所述电容C2和所述电阻R28串联连接。
4.根据权利要求1所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,
所述第一脉冲发生电路和所述第二脉冲发生电路均为桥式电路;
所述第一脉冲发生电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4,所述MOS管Q1与所述二极管D1并联连接,所述MOS管Q2与所述二极管D2并联连接,所述MOS管Q3与所述二极管D3并联连接,所述MOS管Q4与所述二极管D4并联连接;
所述第二脉冲发生电路包括MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8、二极管D5、二极管D6、二极管D7以及二极管D8,所述MOS管Q5与所述二极管D5并联连接,所述MOS管Q6与所述二极管D6并联连接,所述MOS管Q7与所述二极管D7并联连接,所述MOS管Q8与所述二极管D8并联连接。
5.根据权利要求1所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,还包括:电流采样ADC调理电路;
所述电流采样ADC调理电路包含电压信号转换电路以及差分电压信号转换电路;
所述电压信号转换电路包含第一转换电路以及第二转换电路,所述第一转换电路与所述第一输出支路连接,所述第二转换电路与所述第三输出支路连接;
所述第二转换电路、所述第一转换电路以及所述差分电压信号转换电路依次连接,且所述第一转换电路和所述第二转换电路之间设有第三开关S3。
6.根据权利要5所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,
所述第一转换电路包含第一采样端CS1以及电阻R7,所述第一采样端CS1与所述第一输出支路连接,所述电阻R7接地,所述第二转换电路包含第二采样端CS2以及电阻R4,所述第二采样端CS2与所述第三输出支路连接,所述电阻R4接地,且所述第三开关S3设置于所述电阻R7和所述电阻R4之间,所述第三开关S3用于控制所述电阻R7和所述电阻R4之间连接导线的通断状态;
所述差分电压信号转换电路包含差分转换芯片U1、分压电阻R6、分压电阻R8、调幅电阻R1、调幅电阻R2、调幅电阻R3、调幅电阻R5以及调幅电阻R10;所述差分转换芯片U1的接口包括VCOM接口、IN+接口、IN-接口、OUT+接口以及OUT-接口;
所述分压电阻R6的一端接通第一叠加电压,所述分压电阻R6的另一端与所述VCOM接口连接;
所述分压电阻R8的一端接地,所述分压电阻R8的另一端与所述VCOM接口连接;
所述调幅电阻R2的一端与所述第一转换电路连接,所述调幅电阻R2的另一端与所述IN+接口连接;
所述调幅电阻R5的一端接地,所述调幅电阻R5的另一端与所述IN-接口连接;
所述调幅电阻R1与所述IN+接口连接,所述调幅电阻R10与所述IN-接口连接,所述调幅电阻R3连接于所述调幅电阻R1和所述调幅电阻R10之间。
7.根据权利要求1所述的抑弧和采样调理电路,其特征在于,还包括:电压采样ADC调理电路以及EMI滤波磁环;
所述EMI滤波磁环环绕第一输出电压干路以及第二输出电压干路,所述第一输出电压干路为所述第一输出支路和所述第三输出支路连接汇合后形成的干路,所述第二输出电压干路为所述第二输出支路和所述第四输出支路连接汇合后形成的干路;
所述电压采样ADC调理电路包含分压电路、第一放大电路、第二放大电路以及耦合电路;
所述分压电路包含分压电阻R15、分压电阻R24、分压电阻R16、分压电阻R25、稳压二极管D9以及稳压二极管D10;所述分压电阻R16和所述分压电阻R25串联连接,所述分压电阻R16与所述第一输出电压干路连接,所述分压电阻R25接地;所述分压电阻R15和所述分压电阻R24串联连接,所述分压电阻R15与所述第二输出电压干路连接,所述分压电阻R24接地;所述稳压二极管D10与所述分压电阻R25并联,所述稳压二极管D9与所述分压电阻R24并联;
所述第一放大电路包含第一运放U2、电阻R14、电阻R17、电阻R22以及电阻R23;所述第二放大电路包含第二运放U3、电阻R29、电阻R30、电阻R32以及电阻R33;所述电阻R17的一端与所述稳压二极管D9的阴极连接,所述电阻R17的另一端与所述第一运放U2的反相输入端连接;所述电阻R32的一端与所述稳压二极管D9的阴极连接,所述电阻R32的另一端与所述第二运放U3的同相输入端连接;所述电阻R33与所述第二运放U3的同相输入端连接;所述电阻R22的一端与所述稳压二极管D10的阴极连接,所述电阻R22的另一端与所述第一运放U2的同相输入端连接;所述电阻R23与所述第一运放U2的同相输入端连接;所述电阻R30的一端与所述稳压二极管D10的阴极连接,所述电阻R30与所述第二运放U3的反相输入端连接;所述电阻R14的一端与所述第一运放U2的反相输入端连接,所述电阻R14的另一端与所述第一运放U2的输出端支路连接;所述电阻R29的一端与所述第二运放U3的反相输入端连接,所述电阻R29的另一端与所述第二运放U3的输出端支路连接;
所述耦合电路包括电阻R18、耦合电阻R19、电阻R21、电阻R26、电阻R27、电阻R31、电阻R34以及耦合电阻R35;所述电阻R18、所述电阻R26以及所述电阻R34串联连接,所述耦合电阻R19、所述电阻R27以及所述耦合电阻R35串联连接;所述电阻R21设置于所述第一运放U2的输出端支路上,且所述电阻R21的一端连接于所述电阻R18和所述电阻R26之间,所述电阻R21的另一端连接于所述耦合电阻R19和所述电阻R27之间;所述电阻R31设置于所述第二运放U3的输出端支路上,且所述电阻R31的一端连接于所述电阻R26和所述电阻R34之间,所述电阻R31的另一端连接于所述耦合电阻R35和所述电阻R27之间;所述耦合电阻R19以及所述耦合电阻R35与第二叠加电压接通。
8.一种抑弧和采样调理电路控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求1-7中任一项所述的抑弧和采样调理电路进行运作,包括:
获取第一脉冲发生电路的第一电路输出功率,将所述第一电路输出功率与第一功率设定值对比;
若所述第一电路输出功率大于或等于所述第一功率设定值,则获取第一输出限流电路的第二电路输出功率,若所述第二电路输出功率小于第二功率设定值,则控制第一开关S1以及第二开关S2闭合;
若所述第一电路输出功率小于所述第一功率设定值,则将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态,并且获取第二输出限流电路的第三电路输出功率,若所述第三电路输出功率小于第三功率设定值,则控制所述第一开关S1以及所述第二开关S2闭合。
9.根据权利要求8所述的抑弧和采样调理电路控制方法,其特征在于,
所述将第二脉冲发生电路由关闭状态切换为工作状态之后,还包括:
获取电压信号转换电路的输出电流,将所述输出电流与电流设定值对比,若所述输出电流小于所述电流设定值,则控制第三开关S3闭合。
10.一种镀膜电源,其特征在于,包括:
如权利要求1-7中任一项所述的抑弧和采样调理电路。
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