[发明专利]宽幅度调压调频仪

说明书

技术领域

本发明是一种可用于介电泳、电泳、介电润湿研究等多领域研究的交变电源提供装置，具 有宽电压幅度，以及宽频率范围的调变能力，其中交变电压调节范围为电压峰峰值在8V～1000V 连续可调，频率调节范围在10Hz～50KHz连续可调。直流电压在8V～1000V连续可调。输出最 大功率为15W。

背景技术

介电泳现象于1956年由美国物理化学家H.A.Pohl发现，学者H.A.Pohl在实验中观察 到悬浮在介质中的微粒在非均匀电场作用下可产生定向运动，并且其运动方向取决于二者介电 常数的大小.在50年代后期及60年代中期，H.A.Pohl等人利用介电泳现象在无机微粒方面做 了开拓性的研究，为随后的介电泳及其在无机微粒中的研究奠定了基础。.进入到20世纪90年 代，随着微制造技术的发展，利用介电泳收集，定位，分离悬浮液中的微粒的技术取得了很大的进 步.并且由于液体和微粒的运动以及其所受静电力的基本控制方程的数字技术的发展，更加促进 了介电泳技术的发展。

电润湿是指通过调整施加在液体一固体电极之间的电势，来改变液体和固体之间的表面张 力，从而改变两者之间的接触角。早在1875年，法国科学家Lippmann观察到在汞和电解液之 间加电压，会出现的毛细下降现象；并提出了著名的Young-Lippmann方程。1981年贝尔实验室 的Beni研究了电润湿的相关动力学，并提出了基于电润湿显示的概念。1993年Berge在电润湿 模型中引入了介电层，以尽量消除电解的发生，这被称为基于介电层的电润湿(介电润湿， Electrowetting onDielectric，EwOD)。随着研究的深入，人们发现，电润湿在微流体操作、 芯片实验室(lab-onchip)、微变焦透镜以及印刷等方面有着广泛的应用。

在介电泳，介电润湿，以及材料，生物体的介电响应等领域的研究过程中，覆盖宽频率(包 括低频和中高频)和宽幅度的交变电压是研究的必要前提，所以可以在宽幅度调节的调压调频 仪是研究的重要手段。

目前市面上可以获得的可以调节电压和频率的装置，主要有应用在电力领域的变压变频器， 它是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动 机的电力传动元件。这种变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。 它的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动 机转速的目的。虽然这种应用于电力领域的调压调频器可以产生很大的功率，但是其频率调节 领域并不是很宽，只是在几百赫兹以内调节无法覆盖中高频。

另一方面，可以有很宽频率调节范围的信号发生器等类似装置，无法做到很宽幅度的电压 调节(大多在100V以内调节)。综上所述，现有的一些调压调频装置无法满足宽幅度电压和频 率的调节。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种宽幅度调压调频仪，交变电压的频率调节范围从几赫 兹到几十千赫兹，电压调节范围从几伏到将近一千伏，这样宽的电压，频率调节范围使得该电 子仪器可以在材料，物理，生物领域作为一种很有意义的电源装置，作为研究材料的介电性质， 产生电润湿现象，研究介电泳现象等很多需要交变电场的领域提供一种必备的研究手段。

技术方案：本发明的宽幅度调压调频仪的结构为：整流滤波电路的输入端接交流电输入， 输出端接反激式开关电源电路中的逆变电路，逆变电路的输出端分两路，其中一路顺序与高频 升压电路、整流滤波电路串联连接，另一路接保护器的输入端，保护器的输出端接脉宽调制电 路的第一输入端；整流滤波电路的输出端分三路，其中第一路为直流输出，第二路顺序与电压 取样调节电路、第二驱动电路、第一光电隔离电路、脉宽调制电路串联连接，脉宽调制电路的 输出端接第一驱动电路的输入端，第一驱动电路的输出端接逆变电路的输入端；整流滤波电路 的第三路输出接交变电压产生调节电路(图3)中的开关管电路，交变电压产生调节电路(图3) 中的对称方波发生器、第二光电隔离电路、第三驱动电路、开关管电路顺序串联连接；开关管 电路的输出端为交变电压输出，接频率电压显示模块。