CN102223093A

CN102223093A - 具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路

Info

Publication number: CN102223093A
Application number: CN2011101627115A
Authority: CN
Inventors: 刘云滨; 殷生鸣; 于亮
Original assignee: TIANJIN DONGWEN HIGH VOLTAGE POWER SUPPLY FACTORY
Current assignee: Wen Dong high voltage power supply (Tianjin) Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: CN102223093B

Abstract

本发明涉及一种具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路，它包括自恢复型保护电路、倍压整流及滤波电路、高压反馈电路，还包括振荡控制及辅助驱动电路、提升及启停控制电路，提升及启停控制电路分别与振荡控制及辅助驱动电路、自恢复型保护电路、高压反馈电路连接，振荡控制及辅助驱动电路通过倍压整流及滤波电路分别与自恢复型保护电路和高压反馈电路连接；本发明的有益效果是：实现高压电源在低供电电压下的启动、工作及关闭功能；提升部分的电路简单，外围元器件少，易于制作；在保证电源各项指标参数的情况下，节省空间，便于电路板的设计。

Description

具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路

技术领域

本发明涉及一种广泛应用于工业、农业、国防、科研及医疗等领域高压电源，特别涉及一种具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路。

背景技术

市场上的小功率高压电源产品，大多数的供电电压都比较高，（以10～24V供电居多），随着科技的发展，除不断地减小外形尺寸、降低整机功耗外，对低供电高压电源产品的需求越来越多。

发明内容

为了适应发展，满足市场需求，本发明提供了一种内部升压设计、简单实用、可靠性稳定性较高的具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路，包括自恢复型保护电路、倍压整流及滤波电路、高压反馈电路，其特征在于：还包括振荡控制及辅助驱动电路、提升及启停控制电路，所述提升及启停控制电路分别与振荡控制及辅助驱动电路、自恢复型保护电路、高压反馈电路连接，所述振荡控制及辅助驱动电路通过倍压整流及滤波电路分别与自恢复型保护电路和高压反馈电路连接；所述提升及启停控制电路中供电输入端+Vin分别接电容C21的正极、电感L2和电阻R26的一端、控制芯片U4的电压输入端Vin，电容C21的负极接输入地GND，电阻R26的另一端分别接电容C2的一端、三极管T5的集电极、控制芯片U4的使能控制端SHDN，电容C2的另一端与控制芯片U4的接地端G相连并接输入地GND，电感L2 的另一端分别接二极管D8的正极、控制芯片U4的内部开关端SW，二极管D8的负极分别接电阻R22、电阻R23和电阻R24的一端及电容C20的正极，电阻R22的另一端接三极管T4的集电极，电阻R23的另一端接二极管D9的负极，二极管D9的正极接三极管T4的基极，电阻R24的另一端分别接电阻R25的一端、控制芯片U4的反馈输入端FB，电容C20的负极分别与三极管T4的发射极、电阻R25的另一端相连并接输入地GND，三极管T5的基极分别接电阻R6、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接输入地GND，电阻R6的另一端接启停控制端R/S；所述振荡控制及辅助驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp的1端分别接电感L1的一端、电容C3的正极，电容C3的负极接输入地GND，稳压基准源U3的1脚与3脚相连并接电阻R2的一端和电容C4的正极同时又作为基准电压输出端Vref，电容C4的负极与稳压基准源U3的2脚相连并接输入地GND，电阻R1的一端分别接二极管D1的负极、电容C5的正极、电阻R3和电阻R5的一端、控制芯片U1的8脚并作为内部供电端Vcc，电阻R1与电阻R2的另一端相连并接电感L1的另一端、提升及启停控制电路中二极管D8的负极，变压器TRF初级线圈Lp的2端接三极管T1的漏极，电阻R7与二极管D4并联，三极管T1的栅极分别接二极管D4的正极和电容C6的一端，二极管D4的负极接控制芯片U1的3脚，电容C6的另一端与三极管T1的源极相连并接输入地GND，电阻R3的另一端分别接电阻R4的一端和控制芯片U1的7脚，电阻R4的另一端分别接电容C1的一端、控制芯片U1的2脚和6脚，电容C1的另一端分别与三极管T3的发射极、控制芯片U1的1脚相连并接输入地GND，电阻R5的另一端分别接三极管T3的集电极、控制芯片U1的4脚，三极管T3的基极接提升及启停控制电路中三极管T4的集电极。

本发明的有益效果是：实现高压电源在低供电电压下的启动、工作及关闭功能；提升部分的电路简单，外围元器件少，易于制作；在保证电源各项指标参数的情况下，节省空间，便于电路板的设计。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路，包括自恢复型保护电路、倍压整流及滤波电路、高压反馈电路，还包括振荡控制及辅助驱动电路、提升及启停控制电路，提升及启停控制电路分别与振荡控制及辅助驱动电路、自恢复型保护电路、高压反馈电路连接，振荡控制及辅助驱动电路通过倍压整流及滤波电路分别与自恢复型保护电路和高压反馈电路连接；提升及启停控制电路中供电输入端+Vin分别接电容C21的正极、电感L2和电阻R26的一端、控制芯片U4的电压输入端Vin，电容C21的负极接输入地GND，电阻R26的另一端分别接电容C2的一端、三极管T5的集电极、控制芯片U4的使能控制端SHDN，电容C2的另一端与控制芯片U4的接地端G相连并接输入地GND，电感L2 的另一端分别接二极管D8的正极、控制芯片U4的内部开关端SW，二极管D8的负极分别接电阻R22、电阻R23和电阻R24的一端及电容C20的正极，电阻R22的另一端接三极管T4的集电极，电阻R23的另一端接二极管D9的负极，二极管D9的正极接三极管T4的基极，电阻R24的另一端分别接电阻R25的一端、控制芯片U4的反馈输入端FB，电容C20的负极分别与三极管T4的发射极、电阻R25的另一端相连并接输入地GND，三极管T5的基极分别接电阻R6、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接输入地GND，电阻R6的另一端接启停控制端R/S；所述振荡控制及辅助驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp的1端分别接电感L1的一端、电容C3的正极，电容C3的负极接输入地GND，稳压基准源U3的1脚与3脚相连并接电阻R2的一端和电容C4的正极同时又作为基准电压输出端Vref，电容C4的负极与稳压基准源U3的2脚相连并接输入地GND，电阻R1的一端分别接二极管D1的负极、电容C5的正极、电阻R3和电阻R5的一端、控制芯片U1的8脚并作为内部供电端Vcc，电阻R1与电阻R2的另一端相连并接电感L1的另一端、提升及启停控制电路中二极管D8的负极，变压器TRF初级线圈Lp的2端接三极管T1的漏极，电阻R7与二极管D4并联，三极管T1的栅极分别接二极管D4的正极和电容C6的一端，二极管D4的负极接控制芯片U1的3脚，电容C6的另一端与三极管T1的源极相连并接输入地GND，电阻R3的另一端分别接电阻R4的一端和控制芯片U1的7脚，电阻R4的另一端分别接电容C1的一端、控制芯片U1的2脚和6脚，电容C1的另一端分别与三极管T3的发射极、控制芯片U1的1脚相连并接输入地GND，电阻R5的另一端分别接三极管T3的集电极、控制芯片U1的4脚，三极管T3的基极接提升及启停控制电路中三极管T4的集电极。

电压提升电路采用SP6691低功耗升压式DC-DC电源转换器芯片，它具有输出纹波低、开关频率及转换效率高等优点，它的使能控制端可控制升压输出的状态。

主控制电路采用SE555时基振荡电路，电路结构简单，控制方便；新颖的自恢复型保护电路，在高压输出过载或短路时，使高压电源得到很好地保护。

在该高压电源产品制作中，应选用低噪声、低温漂、稳定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局,确保各‘地’间的独立路径，避免各信号间的相互串扰；优良的变压器线包结构工艺、绕制工艺及高压绝缘处理等，确保高压电源长期的可靠性及稳定性。

工作原理

SP6691控制芯片U4是一低功耗升压式DC-DC电源转换器芯片，其内部有一个集成的高电压电源开关，具有很小的关断静态电流，芯片的工作电压很低，且有使能控制端。该芯片与电感L2、二极管D8、电阻R24和电阻R25等组成升压电路，将很低的供电电压升高数倍，为主高压DC-DC变换器提供正常的工作电压。

由SE555控制芯片U1、电容C1、电阻R3及电阻R4等组成振荡电路，从控制芯片U1的3脚输出振荡脉冲信号，通过三极管T1驱动变压器TRF初级线圈Lp，产生振荡高频交流电压，并在其两端产生感应电势，通过变压器TRF耦合到其次级高压线圈Ls，并经由二极管D5、二极管D6及电容C15、电容C16、电容C17等组成的倍压整流及滤波电路后，输出平滑的直流高压。

从反馈电阻R11、电阻R19、电阻R20及电容C10上获得的高压采样信号，与电压调节输入端Vadj的电位一起，通过由放大器U2A等组成的高压反馈电路，去控制控制芯片U1 的5脚电位，改变控制芯片U1的3脚输出脉冲的频率和占空比，使输出高压得到稳定。

从电阻R21上获得的输出电流采样信号，经电阻R15并通过电平移动加到放大器U2B的6脚，与加到放大器U2B 5脚的电阻R16和电阻R17的基准分压电位一起，控制放大器U2B输出。当输出电流的平均值大于设定值时，放大器U2B的7脚为高电位，并通过二极管D3瞬间给电容C11充电且充满，同时通过电阻R13使三极管T2导通，将控制芯片U1的5脚电位拉至接近零电位，进而关闭控制输出脉冲，使高压输出迅速下降，此时输出电流的平均值已小于设定值，放大器U2B的7脚变为低电位，电容C11通过电阻R13、三极管T2缓慢放电，直至三极管T2截止，控制芯片U1的5脚电位也缓慢上升，使高压输出逐渐上升。

另外，当在启停控制端R/S加一高电平时，SP6691转换器芯片的SHDN端为低电平，此时升压工作停止，三极管T4截止而三极管T3导通，从而关闭高压输出；电感L1对振荡高频交流电压起到隔离阻挡作用，减少高频交流工作脉冲对控制电路及供电电压的干扰。

Claims

1.一种具有启停控制、低供电小功率负高压电源电路，包括自恢复型保护电路、倍压整流及滤波电路、高压反馈电路，其特征在于：还包括振荡控制及辅助驱动电路、提升及启停控制电路，所述提升及启停控制电路分别与振荡控制及辅助驱动电路、自恢复型保护电路、高压反馈电路连接，所述振荡控制及辅助驱动电路通过倍压整流及滤波电路分别与自恢复型保护电路和高压反馈电路连接；

所述提升及启停控制电路中供电输入端+Vin分别接电容C21的正极、电感L2和电阻R26的一端、控制芯片U4的电压输入端Vin，电容C21的负极接输入地GND，电阻R26的另一端分别接电容C2的一端、三极管T5的集电极、控制芯片U4的使能控制端SHDN，电容C2的另一端与控制芯片U4的接地端G相连并接输入地GND，电感L2 的另一端分别接二极管D8的正极、控制芯片U4的内部开关端SW，二极管D8的负极分别接电阻R22、电阻R23和电阻R24的一端及电容C20的正极，电阻R22的另一端接三极管T4的集电极，电阻R23的另一端接二极管D9的负极，二极管D9的正极接三极管T4的基极，电阻R24的另一端分别接电阻R25的一端、控制芯片U4的反馈输入端FB，电容C20的负极分别与三极管T4的发射极、电阻R25的另一端相连并接输入地GND，三极管T5的基极分别接电阻R6、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接输入地GND，电阻R6的另一端接启停控制端R/S；

所述振荡控制及辅助驱动电路中变压器TRF初级线圈Lp的1端分别接电感L1的一端、电容C3的正极，电容C3的负极接输入地GND，稳压基准源U3的1脚与3脚相连并接电阻R2的一端和电容C4的正极同时又作为基准电压输出端Vref，电容C4的负极与稳压基准源U3的2脚相连并接输入地GND，电阻R1的一端分别接二极管D1的负极、电容C5的正极、电阻R3和电阻R5的一端、控制芯片U1的8脚并作为内部供电端Vcc，电阻R1与电阻R2的另一端相连并接电感L1的另一端、提升及启停控制电路中二极管D8的负极，变压器TRF初级线圈Lp的2端接三极管T1的漏极，电阻R7与二极管D4并联，三极管T1的栅极分别接二极管D4的正极和电容C6的一端，二极管D4的负极接控制芯片U1的3脚，电容C6的另一端与三极管T1的源极相连并接输入地GND，电阻R3的另一端分别接电阻R4的一端和控制芯片U1的7脚，电阻R4的另一端分别接电容C1的一端、控制芯片U1的的2脚和6脚，电容C1的另一端分别与三极管T3的发射极、控制芯片U1的1脚相连并接输入地GND，电阻R5的另一端分别接三极管T3的集电极、控制芯片U1的4脚，三极管T3的基极接提升及启停控制电路中三极管T4的集电极。