這個問題太模糊了,如果有人私下這樣問我,我會建議不要做這個東西,因為就這個問題來看我不認為問問題的人有能力做這個東西,安全用電第一,400V 10kHz不是鬧著玩。

問題除了一個粗略的頻率和幅度要求外,沒有更具體的要求了,也沒有具體應用場景,有很多種方式可以實現,有不那麼危險的,也有相當危險的。

「波形失真不嚴重」也是個很模糊的概念,沒有對失真進行定義和約束,也沒有具體應用場景去推算要求,很難選擇一種最佳的方法。

為了讓回答看起來不那麼水,還是假裝認真回答一下幾種方法:

1.變壓器:最基礎的方法往往最容易被忽略,但確實有效。變壓器的好處是不用額外供電;壞處是不能放大功率、這麼大匝比的變壓器實現難度也大、要讓方波儘可能失真小對變壓器性能要求太高,工程上不易實現;當然不能放大功率帶來的額外好處是安全,最多被電麻一下。

2.線性放大器:最容易想到的放大器,不過為了讓10kHz的方波儘可能不失真,放大器的帶寬要求會比較高,如果用10次諧波去約束,帶寬也要大於100kHz,一個增益帶寬積大於8MHz的高壓線性放大器,想想就覺得很美(其實有集成電路可以用,價格很美麗)。線性放大器輸出電壓不可能高於供電電壓,所以需要至少400V的電源(高壓危險!),這個電源又是一個頭疼的問題。另外這麼大的信號,除了考慮帶寬,還要考慮壓擺率,假設放大後的方波上升或者下降時間是1us(1/100周期),那放大器的壓擺率至少要大於400V/us,也不太好實現。

3.開關放大器:跟開關電源或者直流電機驅動原理差不多,只是電壓高不少,同樣需要一個至少400V的電源(高壓危險!)。不過這種做法與其叫放大器,不如說再造了一個同頻率的高壓方波,方波的形狀變化還是不小,不知道能不能滿足「波形失真不嚴重」這個要求。

4.線性放大器或者開關放大器配合變壓器使用:綜合了兩種方法的優缺點,可以不要那麼高的供電,也不需要那麼大的變壓器匝比。


400V做好隔離,也沒啥太危險的。現在的EV驅動電路動不動就是800V到1200V隔離

如果只是把5V,10kHz的信號波放大到400V,方法很多,下面有人已回答

問題不在放大,而是放大了以後你要幹嘛,輸出功率有多大需求?

不考慮一些冗餘功能安全和保護電路的情況下,這類電路大致分4級

第一級是高壓隔離(一般用光耦或者trafo),把高低壓隔離

第二級是高壓驅動晶元電源,比如上面有人提到的反激電源,產生經典的+15V/-7V電源(這個部分可以是低壓電源boost,再通過隔離提供,也可以直接高壓電源通過轉換提供)

第三級是半橋驅動推挽電路(一般用BJT pushpull),主要是因為大功率半橋由於開關電流太大,通常不能由驅動晶元直接驅動

最後是高壓驅動半橋,一般是大功率MOS或者IGBT

但要是把5V的電源驅動直接泵到400V(沒有外加高壓源),我還真沒見過這樣的應用。。。


5V 10kHz信號作為驅動信號,通過驅動晶元驅動一個全橋變換器,全橋變換器直流側接400V,交流側輸出所需的方波。


首先題目表述不清晰,沒說明負載阻抗。像這種高壓輸出,阻抗不同實現成本和方式千差萬別。比方如果對輸出阻抗沒要求,我拿個匝數比20倍的高頻變壓器直接懟上去就完事。

其次方波信號攜帶的信息,不僅僅在頻率上,脈寬更重要。如果僅僅需要傳遞頻率,那麼按其他答主所說,弄個400V供電的方波電路,再用輸入脈衝同步一下就行,波形能做到比輸入的方波還漂亮。

綜上所述,題目需求不明確,所以這題我沒法答。


開關電源了解下


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