[发明专利]可以改变脉冲发射功率的电源控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电源控制电路，本发明也涉及一种电源控制方法。具体地说是一种可以改变脉冲发射功率的电源控制电路及控制方法。

背景技术

在声纳设备中设备的体积和功耗往往受到限制。为使设备具有功耗小，效率高，尺寸小的特点，声纳设备大都采用D类功率放大器作为发射电路。控制D类功率放大器输出功率的方法一般有两种，一是目前常采用的脉冲调制(PWM)技术，二是改变电源电压，三是采用变压器抽头的方式。而采用PWM技术控制输出功率，对于发射CW脉冲、线性调频(LFM)脉冲和各种二进制的编码脉冲信号，意义不大，而且会增加设备的复杂度。采用改变电源电压的方法控制输出功率，由于设备使用的电源多为固定电压，这种功率控制方法必须有电源电压变换电路，这增加了电路的体积，且效率受电源变换电路的影响。采用变压器抽头的方式改变输出功率，其功率的调整只能有几个整状态，功率不能连续改变。

目前国内外功率放大器控制方式，可参见龚伟等“D类音频功率放大器控制方式综述”，重庆大学学报，2003.02.P117～122。DC-DC变换器，可参见陈念军等“基于单片机控制的输出连续可调开关电源的设计”，电气应用，2006年第25卷第4期.P116～118。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决发射电路供电电压连续可变的问题，从而解决D类功率放大器的输出功率控制问题的可以改变脉冲发射功率的电源控制电路。本发明的目的还在于提供一种可以改变脉冲发射功率的电源控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的可以改变脉冲发射功率的电源控制电路主要由脉冲信号产生电路1、开关管2、电源变压器3、整流管4、储能电容5、电压检测电路6和分压电阻7组成；脉冲信号产生电路1的输出与开关管2的栅极相连接；电源变压器3的初级一端与开关管2的漏极相连接，一端与设备电源相连接；电源变压器的次级与整流二极管4和储能电容5依次电信号连接；电压检测电路6通过分压电阻7并接在储能电容两端；电压检测电路6的检测结果又反馈给脉冲产生电路1控制脉冲信号的长度，各部分电路构成一个闭环电路。

本发明的可以改变脉冲发射功率的电源控制方法为：根据输出功率大小的要求，确定供电电压的值；脉冲信号产生电路1在发射脉冲结束后产生一个控制开关管2开关状态的频率固定的电源控制信号，所述电源控制信号经开关管2和电源变压器3变成具有一定功率和一定电压的信号，通过整流二极管4为储能电容5充电；同时电压检测电路6通过分压电阻7检测储能电容5两端的电压，当电压达到预定的电压值时脉冲信号产生电路1停止产生信号，并输出一个低电平，使开关管2截止，此后储能电容5保持电压直到下一次发射。

所述电源控制信号是方波信号、PWM信号或其他形式的脉冲信号。

本发明克服了现有功率控制方法或效率不高或比较复杂或功率不能连续改变的问题，提出了一种通过高效率连续改变发射电路供电电压来改变输出功率的装置与方法。本发明利用脉冲发射电路自带的储能电容和数字信号处理电路，只增加一个充电电路，在发射电路两次发射期间为储能电容充电，解决了发射电路供电电压连续可变的问题，从而解决了D类功率放大器的输出功率控制的问题。

本发明的基本思想是：利用声纳发射电路和声纳发射信号的特点，即利用脉冲发射电路的特点构建电源电路。常用的声纳发射信号为CW脉冲、线性调频(LFM)脉冲和各种二进制的编码脉冲信号。在脉冲期间发射电路发射信号，在脉冲结束期间发射电路不工作。由于有脉冲信号的时间比无脉冲信号的时间短得多，发射电路的平均功率不大，但瞬时功率很大。因此，声纳设备的电源功率一般按平均功率计算。为了保证瞬时能拿出很大的功率，声纳发射电路一般都带有容量很大的储能电容，发射期间的功率主要靠储能电容中存储的能量提供。本发明利用设备自带的数字信号处理电路，在发射电路两次发射期间产生一个控制脉冲信号，控制开关管的开关状态，为发射电路自带的储能电容充电，改变控制脉冲信号的长度便可实现对发射电路供电电压的控制。本发明的特点是：①电路简单，只需增加一个开关管和一个变压器；②控制方便灵活，电源控制信号的形式可以是任意的，其频率一般可以选高一点，约为100kHz左右，只要与系统工作频率不一样即可；③工作方式为充电、储能，输出电压由充电时间长度来控制，无需脉宽调制(PWM)方式、脉冲频率调制方式(PFM)和混合调制方式等开关电源的控制方式；④设备电源的额定功率小于脉冲发射期间的供电功率；⑤电源的输出电压可根据设备的需要自动调整。