在做高頻電源,經(jīng)常涉及高頻交流信號的采樣,傳統(tǒng)的采樣電路如下圖:
該電路適合電壓采樣也適合電流采樣,圖中的變壓器,用于電壓采樣,則是變壓器,用于電流采樣,則是電流互感器,變壓器與互感器可以認為是相反使用的,比如變壓器一般用于降低電壓,匝數(shù)比50:1,而互感器,則降低電流,匝數(shù)比1:50,互感器輸出一般需要有閉合回路的終端,比如一個小電阻,這個讀者自己調(diào)整。
對于電壓采樣來說,當原邊輸入電壓太低,通過變壓器降壓后,因為整流二極管的壓降存在,采樣的電壓會偏低,低電壓下誤差較大。對于電流采樣來說,當原邊電流電流較小時,因為二極管的存在,會引起相位誤差。一代高頻感應(yīng)加熱電源,需要自動鎖定電壓與電流的相位,實際使用中,不同功率下,相位波形存在偏動。因為引入了二極管,在低壓低電流段引入誤差,為了更好的解決二極管的問題,采用高速運放來處理,如下圖:
這是利用單電源高速運放來獲取半波電壓或者電流,注意,必須要高速運放,一代高頻電源工作在1MHz,為了獲得比較好的相位,選用了100MHz的高速比較運放獲取相位。很多時候變壓器或者互感器,都是用小磁環(huán)做的,原邊和副邊都用漆包線繞制,然而因為很小的磁環(huán),環(huán)形結(jié)構(gòu),漆包線多次反復繞制,很耗時間,并且很容易把漆包線的漆損傷,最后導致磁環(huán)短路,一般的操作方法往往是浸漆,或者灌環(huán)氧樹脂,操作起來比較麻煩,當然也可以買專業(yè)做好的磁環(huán)。二代高頻電源電壓采樣用的是50:2匝,目前發(fā)現(xiàn)有幾個磁環(huán)因為短路燒壞了。這段時間看了一個英國的高頻采樣電路,如下圖:
這個電路讓我眼睛一亮,它是通過兩顆大電阻和一個2:2匝低匝數(shù)的電流采樣環(huán)來實現(xiàn)電壓采樣,這個不奇怪,因為220VAC 50Hz交流信號采樣,我就是這么做的,屬于比較傳統(tǒng),但是因為二代高頻電源的采樣變壓器因為存在燒磁環(huán)現(xiàn)象,那么就需要采用這個電路了。因為電流互感器匝數(shù)比可以用2:2匝,這樣就不存在漆包線損傷問題。此外它的輸出電路設(shè)計的比較巧妙,通過兩個二極管與兩個電容實現(xiàn)采樣,這個電路可以比較好的獲得交流信號的峰值,二極管影響不大。多看別人的設(shè)計,多總結(jié),可以讓自己理解的更加深入。
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原文標題:高頻交流信號采樣電路設(shè)計
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