[发明专利]微功耗次声武器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微功耗次声武器。 

背景技术

传统次声武器都采用高频脉宽调调制开关电源获得次声功率，传统高频脉宽调制开关电源必须采用磁芯变压器降低由MOS管产生的高频方波高电压，滤波后得到需要的直流电压，这里的“高频”和“变压器”，以及电路的复杂性，是传统次声武器的三大弊端。 

1)高频工作的器件，会产生高频损耗和EMI干扰； 

2)变压器的漏感会产生大量的电磁辐射，同时产生功率损耗； 

3)电路的复杂性使得故障率增加，降低了系统的可靠性。 

发明内容

微功耗次声武器采用工频脉宽调制的方法获得充电功率，所有功率器件都工作在工频，既不产生高频损耗，也不产生EMI干扰，该开关电源不采用复杂的PWM控制芯片，电路简单，安全可靠，寿命长，故障少，与传统高频脉宽调制开关电源相比，成本、体积、重量、功耗都减少90%。 

一种微功耗次声武器，整机包括比较器U1，二极管D2、D3、D7、D8组成整桥B1，输入市电V2接整流桥B1的输入端，整流桥B1的正输出端是Vd1，其负输出端是地；二极管D4、D5、D9、D10组成整桥B2，信号电压V1接整流桥B2的输入端，整流桥B2的正输出端是Vd2，其负输出端是地；电阻R2、R4、二极管D1的阳极接在整流桥B1的正输出端Vd1；电阻R3、二极管D6的阴极、电容C1的正极都接在一起形成端点Vcc，此端点通过电阻R1接二极管D1的阴极；电阻R6、R7的一端、电容C1的负极、二极管D6的阳极、比较器U1的电源负端、功率MOS管Q1的源极都接地；功率MOS管Q1的漏极接电阻R2的另一端，其源极接地，其栅极接比较器U1的输出端，同时接电阻R3的另一端；比较器U1的同相输入端接电阻R5、R7组成的串联支路的中点，电阻R5的另一端接整流桥B2的正输出端Vd2，电阻R7的另一端接地；比较器U1的反相输入端接电阻R4、R6组成的串联支路的中点。 

微功耗次声武器的全部控制电路实际只一个比较器，比较器的输出直接驱动功率MOS管，并不需要复杂的PWM脉宽调制芯片及其复杂的外围电路。 

微功耗次声武器不采用磁芯变压器降低电压，因为功率MOS管输出的电压，是以正弦波以零点为中心的脉冲高度，正是为额定输出电压量身定做的，经在电容滤波后即是输出电压额定值，不必进行额外的功率变换。这里的“工频”和“不采用变压器”，以及简单之极的电 路，是微功耗次声武器具有三大优越性： 

1)工频工作的器件，不会产生高频损耗和EMI干扰； 

2)没有变压器就没有漏感产生的电磁辐射，同时也不会产生功率损耗； 

3)简单之极的电路使得故障率降至极小，系统的可靠性提高至极大。 

附图说明

图1开环控制次声武器电路。 

图2开环控制次声武器输出电压仿真波形。 

图3开环控制次声武器调制仿真波形。 

图4开环控制次声武器驱动方波仿真波形。 

图5正弦波脉宽调制电路。 

图6正弦波脉宽调制输出电压仿真波形。 

图7正弦波脉宽调制输出电压仿真波形（波谷）。 

图8正弦波脉宽调制输出电压仿真波形（波峰）。 

图9正弦波脉宽调制驱动电压仿真波形。 

图10正弦波脉宽调制驱动电压仿真波形（波谷）。 

图11正弦波脉宽调制驱动电压仿真波形（波峰）。 

图12正弦波脉宽调制仿真波形。 

图13弦波脉宽调制仿真波形（波谷）。 

图14波脉宽调制仿真波形（波峰）。 

具体实施方式

1．开环控制电路 

图1是微功耗次声武器的开环控制电路，二极管D2、D3、D5、D6组成的整流桥从市电得到单向馒头波电压Vd，二极管D1、电阻R1、稳压管D4、电容C1组成了辅助电源Vcc，比较器LM339的同相输入端接电阻R2、R6串联支路的中点，电阻R2的另一端接Vcc，电阻R6的另一端接地；LM339的反相输入端接电阻R3、R7串联支路的中点，电阻R3的另一端接Vd，电阻R7的另一端接地；LM339的输出端通过电阻R4接Vcc，同时直接接功率MOS管Q1的栅极，Q1的漏极接Vd，源极通过电阻R9和电容C2接地，输出电压Vo由电阻R9和电容C2取得。 

调节电阻R6的大小，可以调节电压Vp相对于参考电压Vn的位置，即可以调节比较器输出方波的脉宽，从而改变功率MOS管的导通时间，改变输出电压Vo的幅值。