[发明专利]电感性负载驱动电路的设计方法及其电路

说明书

技术领域

本发明属于电学技术领域，特别设计一种用于探测和检测的各类传感器的驱动电路的设计方法及其电路。

背景技术

在电子电路的设计和应用过程中，经常会遇到各种类型的检测线圈组件，如用于探测和检测的各类传感器，它们均属于电感性负载。这种电感性负载在电子电路中运用非常广泛。因而，合理设计它的驱动电路有积极意义，用传统的设计思想构思的电路框图如图1所示，其中在负载Z的复合量中，R为20Ω左右，L为5.4mH左右，而负载电流I₀应该大于200mA。函数信号发生器在保证信号不失真的条件下，放大级传送信号到功放电路，功放电路必须要求高电源电压，方可直接驱动负载Ζ。

若功放电路选用乙类互补对称电路，则电源电压不得低于±100V。如此高的电源电压，无论对电源本身，还是功放电路均带来一连串较难解决的问题。

1、高电压电源电路设计必须采用分立元件构成的稳压电路，电路复杂，且可靠性差。2、电源质量指标不易满足功放电路要求。3、功率放大级对所用元器件要求很高，只能采用分立元件电路，功放电路本身功耗较大，发热量大，容易产生非线性失真；4、输出电压较高，要求放大电路放大倍数大，易产生自激而影响电路工作的稳定性。

针对传统设计方法所存在的上述问题，着重考虑如何提高输出级负载Ζ的功率因数，降低电源电压，从而找出了设计高阻抗感性负载驱动电路的新方案。

发明内容

   本发明的目的是提供一种电感性负载驱动电路的设计方法，以解决现有的感性负载存在的电路复杂、可靠性差的问题。

   为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电感性负载驱动电路的设计方法，在实际的高阻抗感回路中串入与负载电抗性质相反的电抗性元件，并使电路谐振，提高负载功率因数，从而使电源电压和驱动电路的输出电压大幅度降低，设计出以实施性能高的电感性负载驱动电路。

本发明还提供了一种电感性负载驱动电路。

   一种电感性负载驱动电路，包括电源、函数信号发生器、驱动功放电路，所述函数信号发生器和驱动功放电路串联，电源分别连接函数信号发生器和驱动功放电路，驱动功放电路连接有电容，电容连接负载。

所述驱动功放电路由功放级电源和放大电路组成，功放级电源为低压型高性能的中小集成功放，放大电路为通用型集成运放组成的放大电路。

所述功放级电源为TA7241或μPC1185。

所述函数发生器为8038或2206集成函数发生器。

   所述电容C应该满足C=1/(ω₀²L)≈0.047μF，并耐工作电压，U_C＞Q₀U₀√2≈100V。

所述电源为15V直流电源。

所述电源还包括电源电路，电源电路为三端正稳压器电路。

所述三端正稳压器电路为TA7815。

本发明的有益效果是：输出端采用串联补偿电容或电感可降低电源电压和功放输出电压，直流稳压。功放均采用小功率集成电，电路工作可靠性高、驱动电路设计简单、制作方便、实际制作电路成本低、体积小。

附图说明

图1是传统的驱动电路框图；

图2是本发明的电路框图；

图3是实施例的输出电压波形；

图4是实施例的负载电压波形。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在R，L，C串联电路中，若激励源的频率或电抗性元件参数变化时，可使电路中电容和电感的电抗互相抵触，电路的总电抗为零，电路中的总电压和总电流同相位，此时电流呈纯电阻性。R，L，C串联电路的这种工作状态称为串联谐振。

由此可知，R，L，C串联回路谐振时，阻抗呈电阻性且最小。当电流源激励时，U₀最小，电感和电容上的电压大小相等，相位相反，互相补偿，其值为U₀的Q倍。根据串联电路谐振理论及特性，可应用于高阻抗感性负载电路的设计，若在实际的高阻抗感回路中串入与负载电抗性质相反的电抗性元件，并使电路谐振，提高负载功率因数，从而使电源电压和驱动电路的输出电压大幅度降低，设计出以实施性能高的电感性负载驱动电路。