電感性負載驅動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電感性負載驅動電路，包括電源、函數(shù)信號發(fā)生器、驅動功放電路，所述函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路串聯(lián)，電源分別連接函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路，驅動功放電路連接有電容，電容連接負載。輸出端采用串聯(lián)補償電容或電感可降低電源電壓和功放輸出電壓，直流穩(wěn)壓。功放均采用小功率集成電，電路工作可靠性高、驅動電路設計簡單、制作方便、實際制作電路成本低、體積小。
【專利說明】電感性負載驅動電路

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電學【技術領域】，特別設計一種用于探測和檢測的各類傳感器的驅動電路。

【背景技術】
[0002]在電子電路的設計和應用過程中，經常會遇到各種類型的檢測線圈組件，如用于探測和檢測的各類傳感器，它們均屬于電感性負載。這種電感性負載在電子電路中運用非常廣泛。因而，合理設計它的驅動電路有積極意義，用傳統(tǒng)的設計思想構思的電路框圖如圖1所示，其中在負載Z的復合量中，R為20Ω左右，L為5.4mH左右，而負載電流Itl應該大于200mA。函數(shù)信號發(fā)生器在保證信號不失真的條件下，放大級傳送信號到功放電路，功放電路必須要求高電源電壓，方可直接驅動負載Z。
[0003]若功放電路選用乙類互補對稱電路，則電源電壓不得低于±100V。如此高的電源電壓，無論對電源本身，還是功放電路均帶來一連串較難解決的問題。
[0004]1、高電壓電源電路設計必須采用分立元件構成的穩(wěn)壓電路，電路復雜,且可靠性差。2、電源質量指標不易滿足功放電路要求。3、功率放大級對所用元器件要求很高，只能采用分立元件電路，功放電路本身功耗較大，發(fā)熱量大，容易產生非線性失真；4、輸出電壓較高，要求放大電路放大倍數(shù)大，易產生自激而影響電路工作的穩(wěn)定性。
[0005]針對傳統(tǒng)設計方法所存在的上述問題，著重考慮如何提高輸出級負載Z的功率因數(shù)，降低電源電壓，從而找出了設計高阻抗感性負載驅動電路的新方案。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是提供一種電感性負載驅動電路，以解決現(xiàn)有的感性負載存在的電路復雜、可靠性差的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]一種電感性負載驅動電路，包括電源、函數(shù)信號發(fā)生器、驅動功放電路，所述函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路串聯(lián)，電源分別連接函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路，驅動功放電路連接有電容，電容連接負載。
[0009]所述驅動功放電路由功放級電源和放大電路組成，功放級電源為低壓型高性能的中小集成功放，放大電路為通用型集成運放組成的放大電路。
[0010]所述功放級電源為TA7241或μ PCl 185。
[0011]所述函數(shù)發(fā)生器為8038或2206集成函數(shù)發(fā)生器。
[0012]所述電容C應該滿足C=1/(gjq2L) ^ 0.047 μ F，并耐工作電壓，Uc >Q0U0 V 2 ^ 100V。
[0013]所述電源為15V直流電源。
[0014]所述電源還包括電源電路，電源電路為三端正穩(wěn)壓器電路。
[0015]所述三端正穩(wěn)壓器為電路ΤΑ7815。
[0016]本實用新型的有益效果是:輸出端采用串聯(lián)補償電容或電感可降低電源電壓和功放輸出電壓，直流穩(wěn)壓。功放均采用小功率集成電，電路工作可靠性高、驅動電路設計簡單、制作方便、實際制作電路成本低、體積小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是傳統(tǒng)的驅動電路框圖；
[0018]圖2是本實用新型的電路框圖；
[0019]圖3是實施例的輸出電壓波形；
[0020]圖4是實施例的負載電壓波形。

【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0022]一種電感性負載驅動電路，包括電源、函數(shù)信號發(fā)生器、驅動功放電路，函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路串聯(lián)，電源分別連接函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路，驅動功放電路連接有電容，電容連接負載。
[0023]驅動功放電路由功放級電源和放大電路組成，功放級電源為低壓型高性能的中小集成功放，如TA7241，μ PC1185，放大電路為通用型集成運放組成的放大電路。
[0024]函數(shù)發(fā)生器為8038或2206集成函數(shù)發(fā)生器。
[0025]電容C 應該滿足 C=I/(GJci2L)?0.047 μ F，并耐工作電壓，Uc > QtlUtl V 2 ^ 100V。
[0026]電源為15V直流電源。
[0027]電源還包括電源電路，電源電路為三端正穩(wěn)壓器電路，如ΤΑ7815。
[0028]在R，L，C串聯(lián)電路中，若激勵源的頻率或電抗性元件參數(shù)變化時，可使電路中電容和電感的電抗互相抵觸，電路的總電抗為零，電路中的總電壓和總電流同相位,此時電流呈純電阻性。R，L，C串聯(lián)電路的這種工作狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。
[0029]由此可知，R，L，C串聯(lián)回路諧振時，阻抗呈電阻性且最小。當電流源激勵時，U0最小，電感和電容上的電壓大小相等，相位相反，互相補償，其值為Utl的Q倍。根據(jù)串聯(lián)電路諧振理論及特性，可應用于高阻抗感性負載電路的設計，若在實際的高阻抗感回路中串入與負載電抗性質相反的電抗性元件，并使電路諧振，提高負載功率因數(shù)，從而使電源電壓和驅動電路的輸出電壓大幅度降低，設計出以實施性能高的電源電路和高阻抗負載驅動電路。
[0030]實施例1
[0031]以高阻抗負載參數(shù)為例，即Il彡200mA, ZL=20+j5.4X 10_3ω,ω0=2 τι f0=2 τι X 104rad/s,設計該負載的驅動電路和電源電路。
[0032]由于本例給出的負載為感性，應用串聯(lián)諧振理論和特性，在負載回路中串入適當數(shù)值的補償電容C，構成R，L，C串聯(lián)回路，并使回路L=1kHz頻率上產生諧振。滿足負載所需的功率或電流時，功放級的輸出電壓僅為:
[0033]U0=10Rl=0.2 X 20=4V
[0034]功放級可選用低壓型高性能的中小集成功放，如TA7241，yPC1185等。振蕩電路經中間耦合至集成功放，后者選用由通用型集成運放組成的放大電路，前者選用8038或2206集成函數(shù)發(fā)生器。負載中所串的電容C應該滿足C=I/(GJci2L)?0.047 μ F，并耐工作電壓，Uc > Q0U0 V 2 ^ 100V。
[0035]若集成功放采用單電源供電，由上可知，電源電壓應大于2UQm=2 V 2.4 ^ 11.3V,取電源電壓U=15V，電源供出的電流應大于Itlt5如此低的電壓和小的電流，可選用高性能的三端固定集成穩(wěn)壓電路，如TA7815。
[0036]以上所設計電路，經裝配、調試，用示波器YB4324實測功放輸出電壓和負載電壓波形如圖 3，圖 4 所示。U0m=5.64，ULm=96V, 10=Uz/ V 2 [ Z [ ^ 210mA。
[0037]從示波器實測波形(圖4)可以看出，整個高抗感性大功率負載串聯(lián)回路產生串聯(lián)諧振。由Itl=Uz/ V 2 [ Z丨可知，高亢感性負載Z達到額定功率，可見電路設計方案可行。在相同負載參數(shù)條件下，比較兩種電路的特性和指標，如表I所示。
[0038]表I兩種驅動電路特性對比
[0039]
電源電電S電路器件通功放電功電功率連續(xù)工作.ij
_m._形式用性路_路形式因數(shù)結果
傳統(tǒng)的駔分立元件一大功率分立元&
±觀較差 8* 不穩(wěn)定動電路__m.__功放件___
本實用_

中小功集成功
型的驅動 ±15V 繼承穩(wěn)壓優(yōu)_100?穩(wěn)走

率功放放電路___^_
[0040]從表I中可見本實用新型的驅動電路是一種理想的，實用的驅動電路。
[0041]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種電感性負載驅動電路，其特征在于:包括電源、函數(shù)信號發(fā)生器、驅動功放電路，所述函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路串聯(lián)，電源分別連接函數(shù)信號發(fā)生器和驅動功放電路，驅動功放電路連接有電容，電容連接負載。
2.如權利要求1所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述驅動功放電路由功放級電源和放大電路組成，功放級電源為低壓型高性能的中小集成功放，放大電路為通用型集成運放組成的放大電路。
3.如權利要求2所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述功放級電源為TA7241或 yPC1185。
4.如權利要求1所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述函數(shù)發(fā)生器為8038或2206集成函數(shù)發(fā)生器。
5.如權利要求1所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述電容C應該滿足C=I/(CO02L) ^ 0.047 μ F，并耐工作電壓，Uc > QciUci V 2 ^ 100V。
6.如權利要求1所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述電源為15V直流電源。
7.如權利要求1所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述電源還包括電源電路，電源電路為三端正穩(wěn)壓器電路。
8.如權利要求7所述的電感性負載驅動電路，其特征在于:所述三端正穩(wěn)壓器為電路ΤΑ7815。
【文檔編號】H03K19/003GK204013473SQ201420443364
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權日:2014年8月7日
【發(fā)明者】周洪成, 胡艷, 姜志鵬 申請人:金陵科技學院