一种基于高压放大器芯片供电的动态调节电路的制作方法

本发明涉及模拟信号处理及电压放大，具体涉及一种用于隔离控制的高压放大器动态调节电路。

背景技术：

1、高压放大器广泛应用于高压探头、医疗设备及工业控制中，用于在电气隔离的条件下放大微弱信号或驱动高压负载。

2、目前，高性能精密高压放大器（如adhv4702-1）通常具有较宽的供电范围（例如dc±12v至±110v），但其绝对最大额定值通常限制了正负电源端的压差（例如小于220v）。在实际应用中，若直接使用最大供电电压（如±110v），虽然电源压差满足要求，但受限于芯片内部的冗余设计和压差限制及器件的长期可靠性，其实际最大输出幅度远小于±105v，无法充分利用供电电源的全部电压范围。

3、现有技术中，通常采用固定供电的方式，导致输出电压幅度存在“天花板”，无法满足某些对输出幅度要求极高（如满幅±110v）的应用场景。因此，亟需一种能够在不更换芯片的前提下，最大程度提高高压放大器输出幅度的电路结构。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种芯片供电可以动态调节的高压放大器电路，旨在解决现有高压放大器在安全压差限制下无法输出最大理论电压的问题，实现高压运算放大器输出幅度的最大化。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于高压放大器芯片供电的动态调节电路，包括：

4、输入缓冲级：包含运算放大器u2a，用于接收输入信号并进行阻抗变换；

5、隔离控制级：包含精密运算放大器芯片u1，用于对输入信号进行隔离和放大；

6、放大器输出级：包含运算放大器u2b、光耦u3、光耦u4以及瞬态电压抑制二极管网络；

7、所述输入缓冲级的输出端连接至隔离控制级的输入端；

8、所述运算放大器u2b的输入端连接至信号参考地或输入检测点，其输出端分别连接至光耦u3和光耦u4的输入侧，用于根据输入信号的极性控制光耦的导通；

9、所述光耦u3的输出侧串联瞬态电压抑制二极管d2和d3连接至精密运算放大器芯片u1的负电源端vee；

10、所述光耦u4的输出侧串联瞬态电压抑制二极管d5和d6连接至精密运算放大器芯片u1的正电源端vcc。

11、优选地，所述瞬态电压抑制二极管d2、d3、d5、d6的击穿电压为36v。

12、优选地，所述高压运算放大器芯片u1型号为adhv4702-1。

13、工作原理：

14、本发明的核心在于放大器芯片供电的动态调节技术。当输入信号为正向最大值（如+5v）时，控制电路使光耦u3导通，将高压放大器的负电源端vee通过36v tvs管钳位至-110v，同时切断或降低正电源端vcc的电压（例如降至+74v），使得电源压差维持在安全范围内（184v），此时输出端可输出-110v的满幅电压。反之，当输入信号为负向最大值时，光耦u4导通，正电源端vcc维持+110v，负电源端vee电压调整，从而输出+110v的满幅电压。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、输出幅度最大化：突破了芯片压差限制与输出幅度之间的矛盾，实现了±110v的满幅输出，较传统电路提升了输出电压范围。

17、成本低廉：无需更换昂贵的特殊定制芯片，仅通过外围简单的光耦和稳压管电路即可实现。

18、保持高性能：保留了原精密运算放大器芯片（如adhv4702-1）的低噪声、低漂移特性，且电路结构简单，可靠性高。

1.一种基于高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，所述第一瞬态电压抑制二极管d2、第二瞬态电压抑制二极管d3、第三瞬态电压抑制二极管d5和第四瞬态电压抑制二极管d6的击穿电压均为36v。

3.根据权利要求1所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，所述精密运算放大器芯片u1的型号为adhv4702-1。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，当输入信号为正半周时，所述第二运算放大器u2b控制所述第一光耦u3导通，使所述负电源端vee通过瞬态电压抑制二极管钳位至第一负电压，同时所述正电源端vcc的电压被限制在第一正电压，以保持所述精密运算放大器芯片u1的正负电源端压差在安全范围内；

5.根据权利要求1所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，电源vi分别连接电阻r5和电阻r8的一端，电阻r8的另一端接地g，电阻r5的另一端分别接电容c2的一端和运算放大器u2a的同相输入端3管脚，电容c2的另一端接地g；运算放大器u2a的反相输入端2脚分别接输出端1脚和电阻r11的一端、电阻r6的一端；运算放大器u2a的供电端8脚接+12v，接地端4脚接-12v；电阻r11的另一端分别连接电阻r12的一端、运算放大器u2b的同相输入端5脚和电容c6的一端，电容c6的另一端分别接地g和运算放大器u2b的反相输入端6脚，电阻r12的另一端分别接运算放大器u2b的输出端7脚、二极管d1的阳极和二极管d4的阴极，二极管d1的阴极接电阻r15的一端，电阻r15的另一端连接光耦u3的发光二极管的阳极1脚，光耦u3的发光二极管的阴极2脚分别连接地g和光耦u4的发光二极管的阳极1脚，光耦u4的发光二极管的阴极2脚经电阻r16连接二极管d4的阳极；

6.根据权利要求5所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，精密运算放大器芯片u1的5管脚和8管脚连接后接电阻r3的一端，电阻r3的另一端接地g。

7.根据权利要求5所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，精密运算放大器芯片u1的9管脚经电阻r4接地g。

8.根据权利要求5所述的高压放大器芯片供电的动态调节电路，其特征在于，运算放大器u2a和运算放大器u2b分别为型号为sgm8255-2的芯片中的两个运算放大器。