[实用新型]一种带电压跟踪的高效率磁调谐器件驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁调谐驱动电路，尤其涉及一种带电压跟踪的高效率磁调谐器件驱动电路。

背景技术

磁调谐器件工作时需要提供高精度、可调谐的恒定磁场，目前常用实现方法为通过驱动器提供恒定电流实现恒定磁场，一般采用如本实用新型图1所示的单级线性恒流电路构成驱动器，该电路通过电流取样电路获得通过磁调谐器件绕组的电流值，然后与设定电压进行比较，通过V/I放大电路控制达林顿管的导通电阻，从而改变施加于磁调谐器件绕组上的电流，在磁调谐器件内部获得可调谐的恒定磁场，该电路可以获得性能优良的恒定磁场。

另一种改进思路是单级开关恒流电路，其原理如本实用新型图2，该电路通过采样，反馈的方式实现，但采用DC/DC变换电路实现恒流，即电流取样后反馈至DC/DC电路的设定端，通过改变DC/DC电压输出实现磁调谐，采用PWM模式的DC/DC大幅提升了系统效率。

但单级线性恒流的问题在于：

1、工作电压范围窄，效率低。

由于输入输出电流相等，因此其驱动效率η为：

其中，V_d为磁调谐器件工作电压，V_i为输入电压。

从该式可知，驱动效率随着输入电压的升高而急剧降低，而磁调谐器件的驱动器一般和系统配用，一般由用户提供12V/24V总线电压，如果要提高效率，则需要用户提供特定的电压。

2、达林顿管压降过大

达林顿管饱和电压约2V，大量的功率消耗在达林顿管上，因此需要选择大体积的器件，并采取足够的散热措施，即便这样，达林顿管的温升依然很高。

以ZJS00806J7型数控YIG带通滤波器为例，其最大工作频率为6GHz，所需最大驱动电流为460mA，此时工作电压为4.8V，当用户提供输入电压为9V时，驱动效率为53％，其中有约2W的功率以热能的形式浪费掉，该热量导致系统温度升高，降低了系统可靠性。当用户采用12V或24V总线电压驱动时，则效率更低，温升更高。

单级开关恒流电路可以实现高转换效率，但其输出所包含的开关纹波电压会耦合至磁调谐器件，从而影响微波性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种解决上述问题的方案，可以适应宽输入电压范围，同时大幅提高驱动效率，降低系统功耗和产品温升，提高产品可靠性，同时具备高性能和低干扰的优点的一种带电压跟踪的高效率磁调谐器件驱动电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种带电压跟踪的高效率磁调谐器件驱动电路，包括输入电压电路、DC/DC变换器，磁调谐器件、电流取样电路、设定电压电路、误差放大电路，还包括线性恒流源电路、电压跟踪电路；

所述输入电压电路经DC/DC变换器、线性恒流源电路后接磁调谐器件，使磁调谐器件内部产生恒定磁场，所述磁调谐器件输出端经电流取样电路后，与设定电压电路同时接入到误差放大电路中；

所述误差放大电路的输出端连接线性恒流源电路的控制端；用于放大设定电压与电流采样电路输出电压的差值，并将差值电压送入线性恒流源电路的控制端，控制其输出电流的大小；

所述电压跟踪电路包括两个输入端和一个输出端，其中两输入端分别连接到DC/DC变换器输出端和磁调谐器件输入端，输出端连接DC/DC变换器的控制端；用于获取DC/DC变换器输出端和磁调谐器件输入端的压差，并产生控制电压至DC/DC变换器的控制端，使DC/DC变换器的输出电压比线性恒流源电路的输出电压高固定值。

作为优选：所述输入电压电路和DC/DC变换器间还设有滤波电路。

作为优选：所述电压跟踪电路为差分放大电路。

作为优选：所述滤波电路为PI型滤波电路，所述DC/DC变换器为BUCK变换型DC/DC或Boost变换型DC/DC，所述电流取样电路为高精度高稳定性无感电阻或电阻放大器组合，所述误差放大电路为加法器电路或误差比较电路。

其中，所述滤波电路用于对输入电压进行滤波；

所述DC/DC变换器开始时用于将滤波后的输入电压预稳压为合适的中间值电压；

所述线性恒流源电路用于提供恒定电流,从而在磁调谐器件内部产生所需恒定磁场同时消除前级DC/DC产生的开关纹波电压；

所述磁调谐器件内部磁场强度随电流变化；

所述误差放大电路用于放大设定电压与电流采样电路输出电压的差值；