CN102270933A - 一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路 - Google Patents

一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路。包括输出整流滤波电路，还包括输入整流滤波电路、开关控制及驱动电路、输出高压反馈电路，开关控制及驱动电路分别与输入整流滤波电路、输出高压反馈电路、输出整流滤波电路连接，输出整流滤波电路与输出高压反馈电路连接；本发明的有益效果是：输入供电电压范围宽，且可交、直流两用；外围电路简单，使用元器件少，易于制作；在保证高压电源主要技术指标参数的情况下，实现交流供电小功率高压电源的小型化，便于PCB设计及模块化生产。

Description

一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路
技术领域
本发明涉及一种主要应用于工业、农业、国防、科研及医疗等领域的交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路。
背景技术
市场上的小功率高压电源产品，大多数是直流供电，因为直流供电较交流供电来说电源体积可以减小很多，且工作较安全可靠。市场上传统的交流供电小功率高压电源的体积普遍较大，工作安全性、可靠性较差，随着科技发展，对交流供电高压电源的需求越来越多。
发明内容
为了适应发展，满足市场需求，本发明提供了一种高压输出稳定性好、整机体积小、简单实用且安全可靠的交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路。
本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路，包括输出整流滤波电路，其特征在于：还包括输入整流滤波电路、开关控制及驱动电路、输出高压反馈电路，所述开关控制及驱动电路分别与输入整流滤波电路、输出高压反馈电路、输出整流滤波电路连接，所述输出整流滤波电路与输出高压反馈电路连接；所述输入整流滤波电路中，供电交流输入端L分别接二极管D1的正极和二极管D3的负极，供电交流输入端N通过电阻R1分别接二极管D2的正极和二极管D4的负极，二极管D1和二极管D2的负极相连后分别接电容C1和电容C3的正极，电阻R2与电感L1并联，二极管D3和二极管D4的正极相连后分别接电容C2的负极和电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C4的负极，电容C4的正极接电容C3的负极，电容C2的正极接电容C1的负极；所述开关控制及驱动电路中，电阻R3与电容C5并联，变压器TRF初级线圈Lp1的同名端1端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接二极管D5的负极，变压器TRF初级线圈Lp1的异名端2端分别接二极管D5的正极和控制芯片U1的内部开关管漏极D端，电容C6的一端接控制芯片U1的旁路端BP端，电容C6的另一端分别接控制芯片U1的内部开关管源极S端和输入整流滤波电路中电容C4的负极；所述输出高压反馈电路中，变压器TRF次级线圈Ls1的异名端5端接二极管D8的正极，电阻R5与电容C9并联，二极管D8的负极分别接电阻R6和电阻R7的一端、电容C9的正极，变压器TRF次级线圈Ls1的同名端6端与电容C9的负极相连并接高压输出地HGND，电阻R6的另一端接光电耦合器U2的内部发光二极管正极1脚，电阻R7的另一端分别接光电耦合器U2的内部发光二极管负极2脚、可调基准源U3的阴极3脚、电容C10的一端，可调基准源U3的控制极1脚分别接电阻R10和电阻R11的一端、电容C10的另一端，可调基准源U3的阳极2脚与电容C12的一端和电阻R11的另一端相连并接高压输出地HGND，电阻R10的另一端通过电阻R9和电阻R8与输出整流滤波电路中的高压输出端HVOUT相连，光电耦合器U2的内部输出三极管发射极3脚分别接电容C12的另一端、开关控制及驱动电路中控制芯片U1的内部开关管源极S端，光电耦合器U2的内部输出三极管集电极4脚接开关控制及驱动电路中控制芯片U1的使能控制端EN端。
本发明的有益效果是：输入供电电压范围宽，且可交、直流两用；外围电路简单，使用元器件少，易于制作；在保证高压电源主要技术指标参数的情况下，实现交流供电小功率高压电源的小型化，便于PCB设计及模块化生产。
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，交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路，包括输出整流滤波电路，还包括输入整流滤波电路、开关控制及驱动电路、输出高压反馈电路，开关控制及驱动电路分别与输入整流滤波电路、输出高压反馈电路、输出整流滤波电路连接，输出整流滤波电路与输出高压反馈电路连接；输入整流滤波电路中，供电交流输入端L分别接二极管D1的正极和二极管D3的负极，供电交流输入端N通过电阻R1分别接二极管D2的正极和二极管D4的负极，二极管D1和二极管D2的负极相连后分别接电容C1和电容C3的正极，电阻R2与电感L1并联，二极管D3和二极管D4的正极相连后分别接电容C2的负极和电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C4的负极，电容C4的正极接电容C3的负极，电容C2的正极接电容C1的负极；开关控制及驱动电路中，电阻R3与电容C5并联，变压器TRF初级线圈Lp1的同名端1端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接二极管D5的负极，变压器TRF初级线圈Lp1的异名端2端分别接二极管D5的正极和控制芯片U1的内部开关管漏极D端，电容C6的一端接控制芯片U1的旁路端BP端，电容C6的另一端分别接控制芯片U1的内部开关管源极S端和输入整流滤波电路中电容C4的负极；输出高压反馈电路中，变压器TRF次级线圈Ls1的异名端5端接二极管D8的正极，电阻R5与电容C9并联，二极管D8的负极分别接电阻R6和电阻R7的一端、电容C9的正极，变压器TRF次级线圈Ls1的同名端6端与电容C9的负极相连并接高压输出地HGND，电阻R6的另一端接光电耦合器U2的内部发光二极管正极1脚，电阻R7的另一端分别接光电耦合器U2的内部发光二极管负极2脚、可调基准源U3的阴极3脚、电容C10的一端，可调基准源U3的控制极1脚分别接电阻R10和电阻R11的一端、电容C10的另一端，可调基准源U3的阳极2脚与电容C12的一端和电阻R11的另一端相连并接高压输出地HGND，电阻R10的另一端通过电阻R9和电阻R8与输出整流滤波电路中的高压输出端HVout相连，光电耦合器U2的内部输出三极管发射极3脚分别接电容C12的另一端、开关控制及驱动电路中控制芯片U1的内部开关管源极S端，光电耦合器U2的内部输出三极管集电极4脚接开关控制及驱动电路中控制芯片U1的使能控制端EN端。
本高压电源主控制芯片采用四端单片开关控制器TNY255G，它具有开关工作频率高、小功率输出、高效率、控制方式简单等特点，同时具有欠压、过流、过热等保护功能。供电输入与高压输出电路完全隔离，确保电源长期工作的安全性及可靠性。在该高压电源产品制作中，为确保主要技术指标，应选用低噪声、低温漂、稳定性好的元器件；根据输出高压的大小，合理设计PCB，处理好变压器线包结构工艺、绕制工艺及高压绝缘，确保输入输出间的隔离耐压。 
工作原理：TNY255G 控制芯片U1是一种小功率、高效率四端单片开关控制器，其内部集成有控制电路和MOS场效应管。它采用逐周峰值电流限制模式，限制最大导通时间，该电流为一固定值（约280mA），不随其它信号的变化而变化，适合制作10W以下的高压电源。TNY255G 控制芯片U1的BP脚为旁路端，外接滤波电容C6，正常工作时，在其内部MOS管导通期间为控制电路提供能量；控制芯片U1的D脚是内部MOS管的漏极，并为启动和稳态工作提供工作电流；控制芯片U1的S脚是内部MOS管的源极；控制芯片U1的EN脚为使能控制端，正常工作下，该脚为高电平时，内部MOS管导通，反之内部MOS管关断。交流供电电压经过二极管D1~D4桥式整流和电容C1~C4滤波后，产生300V左右的直流电压。电阻R1为熔断电阻；由电感L1、阻尼电阻R2和滤波电容C1~C4构成高频干扰滤波器；由电阻R3、电容C5及二极管D5组成控制芯片U1内部MOS管漏极钳位保护电路。由变压器TRF的次级线圈Ls1、二极管D8及电容C9等组成辅助电源，为高压输出侧的控制电路提供电能。输出高压HVout经电阻R8~R11获得的采样信号，通过可调基准源U3和光电耦合器U2，传送到控制芯片U1的使能控制端EN，调节占空比，从而对输出高压进行电压控制。

Claims (1)

1.一种交流输入小功率隔离固定输出高压电源电路，包括输出整流滤波电路，其特征在于：还包括输入整流滤波电路、开关控制及驱动电路、输出高压反馈电路，所述开关控制及驱动电路分别与输入整流滤波电路、输出高压反馈电路、输出整流滤波电路连接，所述输出整流滤波电路与输出高压反馈电路连接；
所述输入整流滤波电路中，供电交流输入端L分别接二极管D1的正极和二极管D3的负极，供电交流输入端N通过电阻R1分别接二极管D2的正极和二极管D4的负极，二极管D1和二极管D2的负极相连后分别接电容C1和电容C3的正极，电阻R2与电感L1并联，二极管D3和二极管D4的正极相连后分别接电容C2的负极和电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C4的负极，电容C4的正极接电容C3的负极，电容C2的正极接电容C1的负极；
所述开关控制及驱动电路中，电阻R3与电容C5并联，变压器TRF初级线圈Lp1的同名端1端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接二极管D5的负极，变压器TRF初级线圈Lp1的异名端2端分别接二极管D5的正极和控制芯片U1的内部开关管漏极D端，电容C6的一端接控制芯片U1的旁路端BP端，电容C6的另一端分别接控制芯片U1的内部开关管源极S端和输入整流滤波电路中电容C4的负极；
所述输出高压反馈电路中，变压器TRF次级线圈Ls1的异名端5端接二极管D8的正极，电阻R5与电容C9并联，二极管D8的负极分别接电阻R6和电阻R7的一端、电容C9的正极，变压器TRF次级线圈Ls1的同名端6端与电容C9的负极相连并接高压输出地HGND，电阻R6的另一端接光电耦合器U2的内部发光二极管正极1脚，电阻R7的另一端分别接光电耦合器U2的内部发光二极管负极2脚、可调基准源U3的阴极3脚、电容C10的一端，可调基准源U3的控制极1脚分别接电阻R10和电阻R11的一端、电容C10的另一端，可调基准源U3的阳极2脚与电容C12的一端和电阻R11的另一端相连并接高压输出地HGND，电阻R10的另一端通过电阻R9和电阻R8与输出整流滤波电路中的高压输出端HVOUT相连，光电耦合器U2的内部输出三极管发射极3脚分别接电容C12的另一端、开关控制及驱动电路中控制芯片U1的内部开关管源极S端，光电耦合器U2的内部输出三极管集电极4脚接开关控制及驱动电路中控制芯片U1的使能控制端EN端。
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