CN101814839B - 隔离固定对称输出高压模块电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔离固定对称输出高压模块电源，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，电源电路包括控制及驱动电路、高压反馈电路、对称高压整滤及输出电路，控制及驱动电路通过对称高压整滤及输出电路与高压反馈电路连接，高压反馈电路与控制及驱动电路连接；本发明的有益效果是：输入与输出完全隔离，且双路对称高压输出；温漂小，输出纹波低，在定负载条件下，两路输出高压具有良好的对称性，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易于PCB安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于行波管、束调管的辅助电源及钛泵电源和同位素质谱计等核理化仪器及其它工业应用、医疗应用等方面仪器设备中的隔离固定对称输出高压模块电源。
背景技术
现有小功率隔离高压模块电源产品多为单路输出设计，应用范围窄，随着科技发展，市场对体积小、纹波低、可靠性高的双路或多路隔离输出高压模块电源的需求越来越大，而市场上现有的所谓多路输出，大多数是由几个单路隔离电源的组合，体积大，且存在着当各开关频率不同时，会发生拍频干扰，使高压输出出现各频率纹波。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种体积小、易于PCB安装、纹波低、可靠性及稳定性高的隔离固定对称输出高压模块电源。
本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种隔离固定对称输出高压模块电源，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：所述电源电路包括控制及驱动电路、高压反馈电路、对称高压整滤及输出电路，所述控制及驱动电路通过对称高压整滤及输出电路与高压反馈电路连接，所述高压反馈电路与控制及驱动电路连接；
所述控制及驱动电路中二极管D4的正极接供电输入端+Vin，二极管D4的负极分别接电感L1和电阻R1的一端，电感L1的另一端分别接电容C2的正极、变压器TRF初级线圈Lp的a端及电阻R11的一端，电容C2的负极接输入地GND，电阻R11的另一端通过电容C8与变压器TRF初级线圈Lp的b端相连并接三极管T1的漏极，电阻R1的另一端分别接控制芯片U1的8脚、电阻R2和电阻R4及电阻R7的一端、电容C1的正极、二极管D1的负极，电容C1的负极与二极管D1的正极相连并接输入地GND，电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连并接控制芯片U1的7脚，电阻R3的另一端分别接控制芯片U1的2脚和6脚、电容C3的一端，电容C3的另一端与控制芯片U1的1脚相连并接输入地GND，电阻R4的另一端分别接控制芯片U1的4脚、三极管T2的集电极，三极管T2的基极分别接电阻R5和电容C4的一端，电阻R5的另一端接高压启停控制端R/S，三极管T2的发射极与电容C4的另一端相连并接输入地GND，电阻R8与电容C5并联，控制芯片U1的5脚分别接电阻R7的另一端、电阻R8的一端、三极管T3的集电极，三极管T3的基极分别接电阻R9和电容C6的一端，电阻R8和电容C6的另一端与三极管T3的发射极相连并接输入地GND，控制芯片U1的3脚分别接二极管D2的正极和二极管D3的负极，二极管D2的负极通过电阻R6分别接二极管D3的正极、电容C7的一端、三极管T1的栅极，三极管T1的源极分别接电阻R10的一端和电阻R9的另一端，电阻R10与电容C7的另一端相连并接输入地GND；
所述高压反馈电路中变压器TRF次级辅助线圈Ls3的5端接二极管D9的正极，二极管D9的负极分别接电阻R15和电阻R16及电阻R17的一端、电容C15的正极，变压器TRF次级辅助线圈Ls3的6端与电阻R15的另一端及电容C15的负极相连并接高压输出地HVG，电阻R16的另一端接光电耦合器U2的1脚，电阻R17的另一端分别接光电耦合器U2的2脚、可变基准源U3的3脚和电容C17的一端，光电耦合器U2的3脚接输入地GND，光电耦合器U2的4脚接控制及驱动电路中控制芯片U1的5脚，可变基准源U3的1脚分别接电容C17的另一端、电阻R20和电阻R21的一端，电阻R18和电阻R19串联后与电容C16并联，电阻R20的另一端接电容C16的一端，电阻R21的另一端与可变基准源U3的2脚相连并接高压输出地HVG，电容C18的一端接输入地GND，电容C18的另一端接高压输出地HVG；
所述对称高压整滤及输出电路中变压器TRF次级高压线圈Ls1的1端通过电容C9分别接二极管D6的正极和二极管D5的负极，变压器TRF次级高压线圈Ls1的2端分别接二极管D5的正极和电容C10的一端，电容C10的另一端分别接电阻R12的一端和二极管D6的负极，电阻R12的另一端分别接电容C13的一端、高压反馈电路中电容C16的另一端、正高压输出端+HV，电容C13的另一端接高压输出地HVG，变压器TRF次级高压线圈Ls2的4端通过电容C12分别接二极管D7的正极和二极管D8的负极，变压器TRF次级高压线圈Ls2的3端分别接二极管D7的负极和电容C11的一端，电容C11的另一端分别接电阻R13的一端和二极管D8的正极，电阻R14和电容C14并联，电阻R13的另一端分别接电容C14的一端、二极管D11的正极、负高压输出端-HV，电容C14的另一端接高压输出地HVG，二极管D11的负极接二极管D10的正极，二极管D10的负极接高压输出地HVG，变压器TRF次级高压线圈Ls1的2端与变压器TRF次级高压线圈Ls2的3端相连并接高压输出地HVG。所述数根引针露于壳体外，一侧为三根引针，按直流供电输入端+Vin、输入地GND、高压启停控制端R/S顺序排列，另一侧为三根引针，按负高压输出端-HV、高压输出地HVG、正高压输出端+HV顺序排列。
本发明的有益效果是：输入与输出完全隔离，且双路对称高压输出；温漂小，输出纹波低，在定负载条件下，两路输出高压具有良好的对称性，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易于PCB安装。
附图说明
图1为本发明的外形图。
图2为图1的仰视图。
图3为本发明的电路连接框图并作为摘要附图。
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，隔离固定对称输出高压模块电源，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，电源电路包括控制及驱动电路、高压反馈电路、对称高压整滤及输出电路，控制及驱动电路通过对称高压整滤及输出电路与高压反馈电路连接，高压反馈电路与控制及驱动电路连接；
采用由控制芯片U1等组成的他激式压控振荡电路，电路结构简单，同时再配有峰值吸收及开关工作电流检测保护等电路，使电源的控制灵活、方便，降低了输出纹波，在一定负载范围内，输出高压对称度高。
选用低噪声、低温漂、稳定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局，确保输入及控制地间的独立路径，避免各信号间的串扰；在变压器线包结构工艺、装配工艺及高压绝缘处理等方面有严格要求，确保高压模块电源长期的可靠性及稳定性。
该高压模块电源采用金属外壳，外加全敷铜PCB该板，有很好的电磁屏蔽作用，提高电源的抗干扰能力。用户可根据实际使用情况，将壳体接输入地或输出地。
数根引针2露于壳体1外，一侧为三根引针2，按直流供电输入端+Vin、输入地GND、高压启停控制端R/S顺序排列，另一侧为三根引针2，按负高压输出端-HV、高压输出地HVG、正高压输出端+HV顺序排列。
工作原理：
由控制芯片U1、电容C3、电阻R2和电阻R3等组成压控振荡电路，从控制芯片U1的3脚输出的振荡脉冲信号，通过三极管T1驱动变压器TRF初级线圈Lp，并在其两端产生感应电势，而产生的振荡高频交流电压，通过变压器TRF耦合到其次级，两个次级高压线圈Ls1和Ls2分别通过各自的整流和滤波电路，输出对称的正、负直流高压；次级辅助线圈Ls3通过二极管D9整流和电容C15滤波，经电阻R16和电阻R17，为光电耦合器U2和可变基准源U3的正常工作提供隔离供电。从反馈电阻R18、电阻R19、电阻R20及电阻R21分压获得的高压采样信号，通过可变基准源U3控制光电耦合器U2的隔离输出，改变控制芯片U1的5脚电位，进而改变控制芯片U1的3脚输出振荡脉冲信号的频率和占空比，形成负反馈，使输出高压得到稳定。
另外，当某路高压输出过载或短路时，在电阻R10上获得的开关三极管T1的工作电流检测信号，经电阻R9控制三极管T3的状态，进而控制控制芯片U1的5脚电位，对电源起到保护作用。电阻R11与电容C8可吸收三极管T1漏极上产生的高频脉冲尖峰，同时对三极管T1有保护作用。电感L对振荡高频交流电压起到隔离阻挡作用，避免高频交流脉冲对控制电路及供电电压的干扰。
Claims (2)
1.一种隔离固定对称输出高压模块电源，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：所述电源电路包括控制及驱动电路、高压反馈电路、对称高压整滤及输出电路，所述控制及驱动电路通过对称高压整滤及输出电路与高压反馈电路连接，所述高压反馈电路输出端与控制及驱动电路输入端连接；所述控制及驱动电路中二极管D4的正极接供电输入端+Vin，二极管D4的负极分别接电感L1和电阻R1的一端，电感L1的另一端分别接电容C2的正极、变压器TRF初级线圈Lp的a端及电阻R11的一端，电容C2的负极接输入地GND，电阻R11的另一端通过电容C8与变压器TRF初级线圈Lp的b端相连并接三极管T1的漏极，电阻R1的另一端分别接控制芯片U1的电源端VCC、电阻R2和电阻R4及电阻R7的一端、电容C1的正极、二极管D1的负极，电容C1的负极与二极管D1的正极相连并接输入地GND，电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连并接控制芯片U1的放电端DIS，电阻R3的另一端分别接控制芯片U1的触发端TRIG和阈值端THR、电容C3的一端，电容C3的另一端与控制芯片U1的地端GND相连并接输入地GND，电阻R4的另一端分别接控制芯片U1的复位端R、三极管T2的集电极，三极管T2的基极分别接电阻R5和电容C4的一端，电阻R5的另一端接高压启停控制端R/S，三极管T2的发射极与电容C4的另一端相连并接输入地GND，电阻R8与电容C5并联，控制芯片U1的控制端CVO1t分别接电阻R7的另一端、电阻R8的一端、三极管T3的集电极，三极管T3的基极分别接电阻R9和电容C6的一端，电阻R8和电容C6的另一端与三极管T3的发射极相连并接输入地GND，控制芯片U1的输出端Q分别接二极管D2的正极和二极管D3的负极，二极管D2的负极通过电阻R6分别接二极管D3的正极、电容C7的一端、三极管T1的栅极，三极管T1的源极分别接电阻R10的一端和电阻R9的另一端，电阻R10与电容C7的另一端相连并接输入地GND；所述高压反馈电路中变压器TRF次级辅助线圈Ls3的5端接二极管D9的正极，二极管D9的负极分别接电阻R15和电阻R16及电阻R17的一端、电容C15的正极，变压器TRF次级辅助线圈Ls3的6端与电阻R15的另一端及电容C15的负极相连并接高压输出地HVG，电阻R16的另一端接光电耦合器U2的1脚，电阻R17的另一端分别接光电耦合器U2的2脚、可变基准源U3的3脚和电容C17的一端，光电耦合器U2的3脚接输入地GND，光电耦合器U2的4脚接控制及驱动电路中控制芯片U1的控制端CVO1t，可变基准源U3的1脚分别接电容C17的另一端、电阻R20和电阻R21的一端，电阻R18和电阻R19串联后与电容C16并联，电阻R20的另一端接电容C16的一端，电阻R21的另一端与可变基准源U3的2脚相连并接高压输出地HVG，电容C18的一端接输入地GND，电容C18的另一端接高压输出地HVG；所述对称高压整滤及输出电路中变压器TRF次级高压线圈Ls1的1端通过电容C9分别接二极管D6的正极和二极管D5的负极，变压器TRF次级高压线圈Ls1的2端分别接二极管D5的正极和电容C10的一端，电容C10的另一端分别接电阻R12的一端和二极管D6的负极，电阻R12的另一端分别接电容C13的一端、高压反馈电路中电容C16的另一端、正高压输出端+HV，电容C13的另一端接高压输出地HVG，变压器TRF次级高压线圈Ls2的4端通过电容C12分别接二极管D7的正极和二极管D8的负极，变压器TRF次级高压线圈Ls2的3端分别接二极管D7的负极和电容C11的一端，电容C11的另一端分别接电阻R13的一端和二极管D8的正极，电阻R14和电容C14并联，电阻R13的另一端分别接电容C14的一端、二极管D11的正极、负高压输出端-HV，电容C14的另一端接高压输出地HVG，二极管D11的负极接二极管D10的正极，二极管D10的负极接高压输出地HVG，变压器TRF次级高压线圈Ls1的2端与变压器TRF次级高压线圈Ls2的3端相连并接高压输出地HVG。
2.根据权利要求1所述的隔离固定对称输出高压模块电源，其特征在于：所述数根引针(2)露于壳体(1)外，一侧为三根引针(2)，按直流供电输入端+Vin、输入地GND、高压启停控制端R/S顺序排列，另一侧为三根引针(2)，按负高压输出端-HV、高压输出地HVG、正高压输出端+HV顺序排列。
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