CN101764527A - 自激式小功率负高压模块电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自激式小功率负高压模块电源,它包括封装在壳体内的电源电路,电源电路上焊接有数根引针,电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路,反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与反馈控制电路连接;本发明的有益效果是:电路简单,易于制作;温漂小,稳定度高,输出纹波低,长期稳定性好;外形尺寸小,重量轻,易于安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于质量光谱学与固体表面分析、高能物理检测、半导体元件检测系统、环境监测及尘埃粒子计数器、医疗应用等方面仪器设备中的自激式小功率负高压模块电源。
背景技术
现有的小功率高压电源产品,大多采用控制它激振荡方波的幅度、脉冲宽度(占空比)或脉冲频率等,通过驱动功率开关管及变压器,来达到稳定和调节输出高压的目的。由于开关管的控制信号为方波,其快速的导通和关断会带来较高的dv/dt和di/dt,它一方面会产生电磁干扰(EMI),对供电电源造成污染;另一方面使输出电压的纹波噪声随之增大且较难滤除,直接影响客户系统整机检测分析的准确性。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足,本发明提供了一种电路设计合理、可靠性稳定性较高的自激式小功率负高压模块电源。
本发明为实现上述目的,所采取的技术方案是:一种自激式小功率负高压模块电源,包括封装在壳体内的电源电路,电源电路上焊接有数根引针,其特征在于:所述电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路,所述反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接,所述整流滤波电路与反馈控制电路连接;
所述反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容C1的正极、三极管T1的集电极、控制芯片U1的11脚和12脚,电容C1的负极接地,电容C2的正极接控制芯片U1的13脚,电容C2的负极分别接控制芯片U1的10脚和三极管T1的基极,三极管T1发射极分别接控制芯片U1的2脚和电阻R8的一端,电阻R8的另一端接控制芯片U1的3脚,控制芯片U1的6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端,控制芯片U1的4脚分别接电阻R2的另一端、电容C4的一端、电阻R4的一端及二极管D1的正极,电阻R4的另一端接电容C4的另一端及地,控制芯片U1的5脚分别接电阻R3的另一端、电阻R1和电阻R5的一端、二极管D1的负极,电阻R1的另一端接电压调节输入端Vadj,电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端,控制芯片U1的7脚接地;
所述振荡驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp1的1端分别接电阻R10的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片U1的3脚,电容C3的负极接地,变压器TRF初级线圈Lp1的2端接三极管T2的集电极,变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极,变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻R10的另一端、电阻R11的一端及电容C5的一端,电阻R11的另一端接二极管D2的正极,电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接地;
所述整流滤波电路中变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极,变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端,二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端,电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV,二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。
本发明的有益效果是:电路简单,易于制作;温漂小,稳定度高,输出纹波低,长期稳定性好;外形尺寸小,重量轻,易于安装。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为图1的仰视图。
图3为本发明的电路连接框图。
图4为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示,自激式小功率负高压模块电源,包括封装在壳体1内的电源电路,电源电路上焊接有数根引针2,电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路,反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接,整流滤波电路与反馈控制电路连接;
反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容C1的正极、三极管T1的集电极、控制芯片U1的11脚和12脚,电容C1的负极接地,电容C2的正极接控制芯片U1的13脚,电容C2的负极分别接控制芯片U1的10脚和三极管T1的基极,三极管T1发射极分别接控制芯片U1的2脚和电阻R8的一端,电阻R8的另一端接控制芯片U1的3脚,控制芯片U1的6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端,控制芯片U1的4脚分别接电阻R2的另一端、电容C4的一端、电阻R4的一端及二极管D1的正极,电阻R4的另一端接电容C4的另一端及地,控制芯片U1的5脚分别接电阻R3的另一端、电阻R1和电阻R5的一端、二极管D1的负极,电阻R1的另一端接电压调节输入端Vadj,电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端,控制芯片U1的7脚接地;
振荡驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp1的1端分别接电阻R10的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片U1的3脚,电容C3的负极接地,变压器TRF初级线圈Lp1的2端接三极管T2的集电极,变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极,变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻R10的另一端、电阻R11的一端及电容C5的一端,电阻R11的另一端接二极管D2的正极,电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接地;
整流滤波电路中变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极,变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端,二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端,电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV,二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。
主电路采用自激式振荡电路,在参数选配合理的条件下,可大大降低dv/dt和di/dt,该电路的工作波形稳定且无高次谐波,同时确保输入、输出及控制的各个地间的独立路径;合理的PCB布局;优良的变压器制作方式等,能很好地降低EMI及输出纹波。
选用低噪声、低温漂、稳定性好的控制芯片及其它元器件,提高模块电源的长期稳定性。
电源采用金属外壳,并将壳体接地,有很好的电磁屏蔽作用,提高电源的抗干扰能力。
数根引针2露于壳体1外,一侧为五根引针2按直流电源输入端Vin、输入地GND、控制地GND、电压调节输入端Vadj、空脚NC顺序排列,另一侧为两根引针2,按负高压输出端-HV、高压输出地HGND顺序排列。
工作原理:供电输入Vin通过调整三极管T1发射极的输出,给振荡驱动电路供电,当振荡三极管T2导通时,在初级线圈Lp1上产生感应电势,通过变压器TRF耦合,在反馈线圈Lp2上产生的感应电压通过电阻R9、振荡三极管T2和电容C5形成正反馈,使初级线圈Lp1中的电流达到最大值。此后,各线圈的感应电势改变方向,反馈线圈Lp2通过电容C5、电阻R9,在振荡三极管T2的发射极与基极间加一反向电压,使其迅速截止,此时初级线圈Lp1中的电流为零,完成一个振荡周期。重复上述过程,形成自激振荡。电阻R10、电阻R11及二极管D2为振荡三极管T2提供静态偏置。初级产生的振荡高频交流电压,通过变压器TRF耦合到其次级,并通过由电容C6、电容C7、二极管D3、二极管D4组成的二倍压整流电路,产生脉动直流高压,再经过电阻R12和电容C8滤波,输出平滑的直流高压。
输出高压通过反馈电阻R5~R7获得高压采样信号,与内部基准及外部调节电压Vadj一起作为反馈信号,加到控制芯片U1的5脚,控制芯片U1的4脚连接参考基准端,通过控制芯片U1的10脚控制调整三极管T1的输出,进而改变振荡幅度,当负载一定时,最终稳定高压输出。当高压输出过载时,通过在电阻R8上获得的初级反射电流采样信号,启动控制芯片U1内部的保护电路,使调整三极管T1输出电压降低,从而起到保护作用。
Claims (2)
1.一种自激式小功率负高压模块电源,包括封装在壳体(1)内的电源电路,电源电路上焊接有数根引针(2),其特征在于:所述电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路,所述反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接,所述整流滤波电路与反馈控制电路连接;所述反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容C1的正极、三极管T1的集电极、控制芯片U1的11脚和12脚,电容C1的负极接地,电容C2的正极接控制芯片U1的13脚,电容C2的负极分别接控制芯片U1的10脚和三极管T1的基极,三极管T1发射极分别接控制芯片U1的2脚和电阻R8的一端,电阻R8的另一端接控制芯片U1的3脚,控制芯片U1的6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端,控制芯片U1的4脚分别接电阻R2的另一端、电容C4的一端、电阻R4的一端及二极管D1的正极,电阻R4的另一端接电容C4的另一端及地,控制芯片U1的5脚分别接电阻R3的另一端、电阻R1和电阻R5的一端、二极管D1的负极,电阻R1的另一端接电压调节输入端Vadj,电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端,控制芯片U1的7脚接地;所述振荡驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp1的1端分别接电阻R10的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片U1的3脚,电容C3的负极接地,变压器TRF初级线圈Lp1的2端接三极管T2的集电极,变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极,变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻R10的另一端、电阻R11的一端及电容C5的一端,电阻R11的另一端接二极管D2的正极,电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接地;所述整流滤波电路中变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极,变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端,二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端,电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV,二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。
2.根据权利要求1所述的自激式小功率负高压模块电源,其特征在于:所述数根引针(2)露于壳体(1)外,一侧为五根引针(2)按直流电源输入端Vin、输入地GND、控制地GND、电压调节输入端Vadj、空脚NC顺序排列,另一侧为两根引针(2),按负高压输出端-HV、高压输出地HGND顺序排列。
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CN102223093A (zh) * | 2011-06-16 | 2011-10-19 | 天津市东文高压电源厂 | 具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路 |
CN103580500A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-12 | 苏州泰思特电子科技有限公司 | 一种小功率高压发生装置 |
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