请帮忙设计个电路。

登录 · 发表于 2014-8-1 18:32

大家好，请帮忙设计个电路。
输入输出波形如下图所示，输入是幅值为20V频率为100kHz的正弦波，当输入电压大于+8V或者小于-8V时，输出等于输入，否则等于0。电路的输出驱动能力能达到0.5A。
要求只能用电容电阻，稳压管二极管，三极管MOS管等无源器件实现。大家帮忙想想怎么实现。谢谢！

鸟鸟 · 发表于 2014-8-1 18:56

“无源”二字是否应该省略。
设计的思路，首先用稳压管得到+8V和-8V电压，然后用三极管差分放大电路作为比较器（注意处理好be结反向耐压问题），两个比较器，分别对比-8V和+8V，再利用二极管“或”电路，得到一个逻辑信号，推动MOS管做的模拟开关，就得到输出波形。最后，还是要用三极管差分放大器加上三极管双向射随（图腾柱），跟随这个信号即可。

发表于 2014-8-1 19:05

lymex 发表于 2014-8-1 18:56
“无源”二字是否应该省略。
设计的思路，首先用稳压管得到+8V和-8V电压，然后用三极管差分放大电路作为比 ...

感谢您的帮助，我试着设计一下，有不懂的再请您请教！PS：“无源”确实应该去掉，谢谢！

发表于 2014-8-1 19:11

lymex 发表于 2014-8-1 18:56
“无源”二字是否应该省略。
设计的思路，首先用稳压管得到+8V和-8V电压，然后用三极管差分放大电路作为比 ...

您好，按您的思路设计的话，是否必需额外的电源呢？这个电路的设计还有一个要求是不能用到外部的电源，这也是我刚开始说“无源”时要表达的意思。

登录 · 发表于 2014-8-1 19:41

本帖最后由 yuzhoushenchu 于 2014-8-1 20:04 编辑

lymex 发表于 2014-8-1 18:56
“无源”二字是否应该省略。
设计的思路，首先用稳压管得到+8V和-8V电压，然后用三极管差分放大电路作为比 ...

您好，这个电路的作用是用来驱动后面的一个MOSFET，也就是，当输入的正弦波电压大于8V时，电路的输出跟随输入，然后使MOSFET导通，当输入小于8V时，电路的输出应该在很短的时间内减小到0以关断后级的MOSFET。具体负半波那部分，我认为两边对称，为了便于描述，就画成了一楼图中的样子，实际上负半波时可以输出为0V的。根据上面的功能描述，我设计了一个电路，现在前半部分（>8V时）可以勉强实现，但是在后半部分，当输入电压<8V时，输出还是跟随输入，不能立刻减小到零。具体的仿真电路和波形如下所示。能不能麻烦您帮忙看一下，怎么解决，才能使输入电压<8V时，输出立刻降到0V以使MOSFET关断呢？非常感谢！

发表于 2014-8-1 20:05

yuzhoushenchu 发表于 2014-8-1 19:11
您好，按您的思路设计的话，是否必需额外的电源呢？这个电路的设计还有一个要求是不能用到外部的电源，这 ...

按照我开始的思路，是需要电源。
如果不能用外部电源，那必须要求原始信号的内阻非常低、可以提供电流和功率，那就是另外的设计思路了。
新思路：
首先从信号源通过双半波整流滤波，得到+19V和-19V电源，用稳压管得到+8V和-8V电压，然后用三极管差分放大电路作为比较器（注意处理好be结反向耐压问题），两个比较器，分别对比-8V和+8V，再利用二极管“或”电路，得到一个逻辑信号，推动MOS管做的模拟开关，对信号源进行开-关处理，就得到输出。

发表于 2014-8-1 20:10

yuzhoushenchu 发表于 2014-8-1 19:41
您好，这个电路的作用是用来驱动后面的一个MOSFET，也就是，当输入的正弦波电压大于8V时，电路的输出跟随 ...

这个电路一个是精度比较低，另一个是不能带负载，主贴要求输出电流0.5A的，而且应该假设在0.5A的输出能力下，波形还基本不变。
要想能带动负载，作为开关用的MOS管的D和S是分别接信号和输出，不能把S接地。

发表于 2014-8-1 20:16

lymex 发表于 2014-8-1 20:05
按照我开始的思路，是需要电源。
如果不能用外部电源，那必须要求原始信号的内阻非常低、可以提供电流和 ...

谢谢您的回复，正弦波来自前级的变压器，所以内阻低功率也够，按您的新思路应该没问题。但是我觉得有点复杂，能不能麻烦您看一下五楼的电路，改进一下也实现相似的功能呢（只实现正半周部分），谢谢！

发表于 2014-8-1 20:19

lymex 发表于 2014-8-1 20:10
这个电路一个是精度比较低，另一个是不能带负载，主贴要求输出电流0.5A的，而且应该假设在0.5A的输出能力 ...

不好意思，是我描述有问题，0.5A的带载能力就是用来驱动后级的MOSFET T3的（因为后级MOSFET的功率较高，实际电压和电流不是仿真电路中的数值，所以要求驱动电路能瞬时提供0.5A的尖峰电流驱动）。

发表于 2014-8-1 20:58

yuzhoushenchu 发表于 2014-8-1 20:19
不好意思，是我描述有问题，0.5A的带载能力就是用来驱动后级的MOSFET T3的（因为后级MOSFET的功率较高， ...

那就是说，首贴描述的输出，是供给MOS开关管的？那问题可不可以简化为（先只考虑正半周）：
输入>=8V时MOS管导通？

发表于 2014-8-1 21:04

lymex 发表于 2014-8-1 20:58
那就是说，首贴描述的输出，是供给MOS开关管的？那问题可不可以简化为（先只考虑正半周）：
输入>=8V时MOS ...

对，就像您说的一样，输入大于8V时，MOSFET开通，小于8V时，MOSFET关断。首贴是我把问题抽象的比较复杂了。。。。不好意思。

发表于 2014-8-1 21:20

这是竞赛题吗？

yuzhoushenchu · 发表于 2014-8-1 21:23

yuzhoushenchu 发表于 2014-8-1 21:04
对，就像您说的一样，输入大于8V时，MOSFET开通，小于8V时，MOSFET关断。首贴是我把问题抽象的比较复杂了 ...

如果驱动MOS管就简单一些，但5楼的电路还不行，信号源的上升率是有限的，所谓需要速度是指比信号源的波形陡峭，这样就必须有放大环节，5楼的电路没有，那两个三极管是射随，没有电压放大作用，需要在前面增加一个比较+放大，然后再接射随。

发表于 2014-8-1 21:52

本帖最后由 yuzhoushenchu 于 2014-8-1 21:55 编辑

lymex 发表于 2014-8-1 21:23
如果驱动MOS管就简单一些，但5楼的电路还不行，信号源的上升率是有限的，所谓需要速度是指比信号源的波形 ...

谢谢您，你的意思是和您原来的思路一样，用差分电路做比较器，然后后面接一级三极管放大，再接射随吗？那这样还是需要加一个整流当做电源来用吗？我试试，有不明白的再请教您！谢谢！

发表于 2014-8-1 21:56

xg3469 发表于 2014-8-1 21:20
这是竞赛题吗？

不是竞赛题，是用来一个开关电源上，做MOSFET的驱动电路。

发表于 2014-8-1 22:04

那就是价格敏感产品？用IC方便可靠性应该还高。

发表于 2014-8-1 22:09

xg3469 发表于 2014-8-1 22:04
那就是价格敏感产品？用IC方便可靠性应该还高。

也不算价格敏感吧，用在正激变换器上驱动高侧的MOSFET。只是个方案，不知道成不成呢。

发表于 2014-8-1 22:17

MARK

发表于 2014-8-2 00:08

发表于 2014-8-2 07:40

摩托车发电机。

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