CN108649794A - 一种高压电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种高压电源电路，包括半桥MOSFET转换模块A、升压整流模块B、反馈模块C和控制模块D。A根据D输出的第一控制脉冲将直流输入电压转换成第一脉冲电压。B对A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到并输出预设的高压直流电压。C从B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将反馈电压和/或反馈电流调整为D可识别的反馈信号。D根据C输入的反馈信号对第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将其输出至A，以使得A根据上述第二控制脉冲将直流输入电压转换成与第二控制脉冲相对应的第二脉冲电压。采用本发明实施例，可降低高压电源电路的开关损耗，提高高压电源电路的可靠性和适用性。

Description

一种高压电源电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种高压电源电路。

背景技术

随着科学技术的不断发展，小功率高压电源被广泛的应用于工业、农业、国防及医疗等领域。小功率高压电源的性能要求也在逐渐的提高。例如，要求小功率高压电源具有高稳定性、高转换效率和超低纹波。这就使得高压电源的电路设计要求也在逐渐的提高。

现有技术中，小功率高压电源的主电路通常采用自激式振荡电路，在通过变压器耦合以及后续的整流及滤波电路，以得到高压输出。但是，如果主电路中的器件参数选配不合理，将无法降低主电路的电压变化速率和电流变化速率。并且，主电路中的元器件参数受温度和容差影响较大，高压波纹难以控制。这使得高压电源电路可靠性低，适用性差。

发明内容

本发明提供一种高压电源电路，采用半桥金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)拓扑结构作为主电路，可降低高压电源电路的开关损耗，提高高压电源电路的可靠性和适用性。

本发明提供了一种高压电源电路，包括：半桥MOSFET转换模块A、升压整流模块B、反馈模块C和控制模块D；

A的输入端VinA1与直流输入电压的一端相连，A的接地端GND1与直流输入电压的另一端相连，A的输入端VinA2与D的控制脉冲输出端Con1相连，A的输入VinA3与D的控制脉冲输出端Con2相连；

B的输入端VinB1与A的输出端VoutA1相连，B的输入端VinB2与A的输出端VoutA2相连，B的输出端VoutB1作为高压直流电压的正极端Vg，B的接地端GND2与分流电阻Rf的一端相连接，Rf的另一端与高压直流电压的接地端GND3相连接；

C的电压反馈端VinC与B的输出端VoutB1相连接，C的电流反馈端IinC与B的接地端GND2和Rf的一端同时相连接；

D的输入端VinD与C的输出端VoutC相连接，D输入端IinD与C的输出端IoutC相连接；

A用于根据D输出的第一控制脉冲将上述直流输入电压转换成第一脉冲电压，B用于对A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到预设的高压直流电压并输出上述高压直流电压，C用于从B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将上述反馈电压和/或上述反馈电流调整为D可识别的反馈电压信号和/或反馈电流信号，D用于根据C输入的上述反馈电压信号和/或上述反馈电流信号对上述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将上述第二控制脉冲输出至A，以使得A根据上述第二控制脉冲将上述直流输入电压转换成与上述第二控制脉冲相对应的第二脉冲电压。

在一些可行的实施方式中，A包括MOSFET开关管Q1和Q2，二极管D1和D2，电容C1和C2以及电阻R1和R2；

其中，R1的一端作为A的输入端VinA2，R1的另一端与D1的负极和Q1的栅极同时相连，Q1的漏极与C1的一端相连接，并作为A的输入端VinA1，Q1的源极与Q2的漏极和D1的正极同时相连接，并作为A的输出端VoutA2，R2的一端作为A的输入端VinA3，R2的另一端与Q2的栅极和D2的负极同时相连接，D2的正极与Q2的源极和C2的一端同时相连接，并作为A的接地端GND1，C2的另一端与C1的另一端相连接，并作为A的输出端VoutA2。

在一些可行的实施方式中，D包括微处理器模块和驱动模块；

上述微处理器模块的第一端作为D的输入端VinD，上述微处理器模块的第二端作为D的输入端IinD，上述微处理器模块的第三端与上述驱动模块的第一端相连接，上述微处理器模块的第四端与上述驱动模块的第二端相连接，上述驱动模块的第三端作为D的输出端Con1，上述驱动模块的第四端作为D的输出端Con2；

其中，上述微处理器模块根据C输入的上述反馈电压信号和/或上述反馈电流信号对上述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到调节后的第一控制脉冲，上述驱动模块用于放大上述调节后的第一控制脉冲的电压，以得到满足A的驱动需求的第二控制脉冲，并将上述第二控制脉冲输出至A。

在一些可行的实施方式中，C包括分压模块、第一跟随模块、第一负极性反向模块和第一调节模块；

上述分压模块的输入端作为C的输入端VinC，上述分压模块的输出端与上述第一跟随模块的输入端相连接，上述第一跟随模块的输出端与上述第一负极性反向模块的输入端相连接，上述第一负极性反向模块的输出端与上述第一调节模块的输入端相连接，上述第一调节模块的输出端作为C的输出端VoutC；

上述分压模块用于将B输出的上述高压直流电压进行分压处理，以得到第一反馈电压信号，上述第一跟随模块用于隔离上述第一分压模块和上述第一负极性反向模块，上述第一负极性反向模块用于将上述第一反馈电压信号调整为与上述直流输入电压方向一致的第二反馈电压信号，上述第一调节模块用于调整上述第二反馈电压信号的电压大小，以得到满足D的识别条件的反馈电压信号。

在一些可行的实施方式中，C还包括第二跟随模块、第二负极性反向模块和第二调节模块；

上述第二跟随模块的输入端与Rf一端和B的输出端相连接，并作为C的输入端IinC，上述第二跟随模块的输出端与上述第二负极性反向模块的输入端相连接，上述第二负极性反向模块的输出端与上述第二调节模块的第一输入端相连接，上述第二调节模块输出端作为C的输出端IoutC；

上述第二跟随模块用于从B的输出端获取第一电流反馈信号，并隔离上述第二负极性反向模块和B，上述第二负极性反向模块用于将上述第一反馈电流信号调整为与上述直流输入电压方向一致的第二反馈电流信号，上述第二调节模块用于调整上述第二反馈电流信号的电流值大小，以得到满足上述控制模块D的识别条件的反馈电流信号。

在一些可行的实施方式中，A还包括第一吸收回路和第二吸收回路；

上述第一吸收回路一端与C1的一端和Q1的漏极同时相连接，上述吸收回路的另一端和上述D1的正极和上述Q1的源极同时相连接；

上述第二吸收回路一端与上述第一吸收回路的一端和Q2的漏极同时相连接，上述吸收回路的另一端和上述D2的正极和上述Q2的源极同时相连接；

其中，上述第一吸收回路用于吸收Q1的漏极和源极之间的尖峰电压，上述第二吸收回路用于吸收Q2的源极和漏极之间的尖峰电压。

在一些可行的实施方式中，上述高压电源电路还包括调压模块E；

E的输入端VinE与上述直流输入电压的一端相连接，E的接地端GND5分别与与上述直流输入电压的另一端、C的接地端GND4和D的接地端GND5同时相连接，E的输出端VoutE分别与D的电源端Vsd和C的电源端Vsc相连接；

E用于将上述直流输入电压调整为满足C和D的供电电压要求的子电源电压，并通过上述子电源电压为C和D供电。

在本发明实施例中，A根据D输出的第一控制脉冲将直流输入电压转换成第一脉冲电压。B对A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到预设的高压直流电压并输出上述高压直流电压。C从B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将上述反馈电压和/或上述反馈电流调整为D可识别的反馈电压信号和/或反馈电流信号。D根据C输入的上述反馈电压信号和/或上述反馈电流信号对上述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将上述第二控制脉冲输出至A，以使得A根据上述第二控制脉冲将上述直流输入电压转换成与上述第二控制脉冲相对应的第二脉冲电压。采用本发明实施例，可降低高压电源电路的开关损耗，可简化高压电源电路的设计，提高高压电源电路的可靠性和适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种高压电源电路的一结构示意图；

图2是本发明实施例提供的半桥MOSFET转换模块A的电路结构示意图；

图3是本发明实施例提供的升压整流模块B的电路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的反馈模块C的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的控制模块D的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的高压电源电路的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种高压电源电路的一结构示意图。由图1可看出，本发明实施例提供的高压电源电路可包括半桥MOSFET转换模块A(下文以模块A代替描述)、升压整流模块B(下文以模块B代替描述)、反馈模块C(下文以模块C代替描述)以及控制模块D(下文以模块D代替描述)。可以理解的是，上述高压电源电路还应包括直流输入电压以及可为上述模块C和模块D供电的子电源。模块A的输入端VinA1与直流输入电压的一端相连，模块A的接地端GND1与直流输入电压的另一端相连。模块A的输入端VinA2与模块D的控制脉冲输出端Con1相连。A的输入端VinA3与D的控制脉冲输出端Con2相连。模块B的输入端VinB1与A的输出端VoutA1相连。模块B的输入端VinB2与A的输出端VoutA2相连。模块B的输出端VoutB1作为高压直流电压的正极端Vg，模块B的接地端GND2与分流电阻Rf的一端相连接，Rf的另一端与高压直流电压的接地端GND3相连接。模块C的电压反馈端VinC与模块B的输出端VoutB1相连接。模块C的电流反馈端IinC与模块B的接地端GND2和Rf的一端同时相连接。模块D的输入端VinD与模块C的输出端VoutC相连接。模块D的输入端IinD与模块C的输出端IoutC相连接。其中，上述子电源的电源输出端分别与上述模块C和模块D的电源端相连接，上述子电源的接地端分别与上述模块C和模块D的接地端相连接。

具体实现中，上述模块A可根据模块D输出的第一控制脉冲将直流输入电压转换成第一脉冲电压。其中，上述直流输入电压由高压电源电路以外的直流电源提供，可包括24V直流电压或48V直流电压，此处不作限定。上述第一脉冲电压的占空比与上述第一控制脉冲的占空比相同。模块A转换得到的第一脉冲电压的频率和上述模块D输出的第一控制脉冲的频率相同。模块B可将模块A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到预设的高压直流电压并输出该高压直流电压。模块C可从模块B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将上述反馈电压和/或上述反馈电流调整为模块D可识别的反馈电压信号和/或反馈电流信号。当模块D根据反馈电压信号和/或反馈电流信号确定模块B输出的高压直流电压与预设的高压直流电压之间的差值不在允许范围之内，则模块D可根据模块C输出的反馈电压信号和/或反馈电流信号对上述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将该第二控制脉冲输出至A。使得A可根据上述第二控制脉冲将上述直流输入电压转换成与上述第二控制脉冲的脉冲宽度和脉冲频率相同的第二脉冲电压。模块B对上述第二脉冲电压进行升压整流处理，可得到与预设的高压直流电压误差更小的高压直流电压。其中，上述模块D的核心可为工业级的微处理器芯片。例如，MSP430系列单片机或者基于ARMCortex-M3内核的处理芯片等，此处不作限定。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图2。图2是本发明实施例提供的模块A的电路结构示意图。由图2可以看出，上述模块A可包括MOSFET开关管Q1和Q2，二极管D1和D2，电容C1和C2以及电阻R1和R2。其中，R1的一端作为模块A的输入端VinA2，R1的另一端与D1的负极和Q1的栅极同时相连。Q1的漏极与C1的一端相连接，并作为模块A的输入端VinA1。Q1的源极与Q2的漏极和D1的正极同时相连接，并作为模块A的输出端VoutA2。R2的一端作为模块A的输入端VinA3，R2的另一端与Q2的栅极和D2的负极同时相连接。D2的正极与Q2的源极和C2的一端同时相连接，并作为模块A的接地端GND1。C2的另一端与C1的另一端相连接，并作为模块A的输出端VoutA2。

具体实现中，模块A的输入端VinA2和模块A的输入端VinA3接收到模块D输出的第一控制脉冲。其中，上述第一控制脉冲可包括控制脉冲P1和控制脉冲P2。控制脉冲P1和控制脉冲P2的占空比和脉冲频率相同，且控制脉冲P1和控制脉冲P2在时序上应能确保Q1和Q2不会同时导通，以防止直流母线直通。控制脉冲P1输入至端口VinA2，控制脉冲P2输入至端口VinA3。模块A的输入端VinA1接入直流输入电压。为方便描述和理解，下文以24V直流电作为直流输入电压进行描述。当上述控制脉冲P1的电平为高电平时，Q1导通。此时控制脉冲P2应该为低电平，即Q2截止。当Q1导通并且Q2截止的时候，24V直流输入电压对应的输入电流会流过Q1的漏极和源极，经过模块A的VoutA2端至模块A的VoutA1端(模块A的VoutA2端和Vout1端之间会接入负载)。然后，流经C1直至流向模块A的接地端GND1。此时，模块A的VoutA2端和Vout1端之间的负载上会存在与直流输入电压的参考方向相反的-12V电压(C1与C2的分压作用导致负载上的电压为直流输入电压的一半)。当控制脉冲P1由高电平转变为低电平时，上述控制脉冲P2应该为高电平。此时，Q1截止，Q2导通。由模块A的VinA端接入的24V直流输入电压对应的电流会经过C1，由模块A的VoutA1端向VoutA端流经负载，再经过Q2的漏极流向Q2的源极，并最终流向模块A的接地端GND1。此时，负载上会存在与直流输入电压的参考方向相同的+12V电压。随着控制脉冲P1和控制脉冲P2的交替变化，负载上就会产生与控制脉冲P1及控制脉冲P2频率相同，脉宽相同的第一脉冲电压。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图3，图3是本发明实施例提供的升压整流模块B的电路结构示意图。由上述可知，模块B可包括高频变压器T1和倍压整流电路。上述倍压整流电路可包括分流电阻，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、和C10，二极管D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9和D10。高压变频器原边的一端作为模块B的输入端VinB1，其另一端作为模块B的输入端VinB2。高压变频器T1的副边的一端接C3的一端，C3的另一端与D3的负极、D4的正极以及C4的一端相连接。C4的另一端分别与D5的负极、D6的正极和C5的一端相连接。C5的另一端与D7的负极、D8的正极以及C6的一端相连接。C6的另一端分别与D9的负极、D10的正极相连接。D10的负极与C10的一端相连接，并作为模块B的第三端。C10的另一端分别与D9的正极、D8的负极以及C9的一端相连接。C9的另一端分别与D7的正极、D6的负极以及C8的一端相连接。C8的另一端分别与D5的正极、D4的负极以及C7的一端相连接。C7的另一端分别与D3的正极、分流电阻的一端相连接，并作为模块B的接地端GND2。分流电阻的另一端与高压直流电压的接地端GND3相连接。其中，上述高频变压器T1可为EF型高频变压器、ET型高频变压器以及EFD型高频变压器等，此处不做限定。上述高频变压器T1用于将来自于模块A的第一脉冲电压进行升压处理，以得到第一目标脉冲电压。上述升压整流电路用于对上述第一目标脉冲电压进行第二次升压处理和整流处理，以得到预设的高压直流电压。

具体实现中，来自于模块A的第一脉冲电压经过高频变压器T1的原边和副边的耦合作用，在高频变压器的副边可得到经过升压处理后的第一目标脉冲电压。例如，请一并参考上文中的模块A的原理举例，假设高频变压器的线圈匝数比为N，上述控制脉冲P1和控制脉冲P2的占空比均为P。则高频变压器副边上的第一目标脉冲电压的正脉冲和负脉冲的幅值分别为+(12*P*N)和-(12*P*N)。上述倍压整流电路可以将较低的交流电压，通过一个或多个耐压较低的二极管和电容器进行多倍的升压和整流处理，得到一个较高的直流电压。可选的，上述倍压整流电路可包括二倍压整流电路、三倍压整流电路和多倍压整流电路，具体的倍数可由高压电源电路的输出电压确定，此处不做限定。下面，以图3中的多倍压整流电路为例对倍压整流电路的工作原理进行描述。假设高频变压器T1副边上的第一目标脉冲电压的正脉冲和负脉冲的幅值分别为+U和-U。当高频变压器T1的副边上的脉冲为负半周时(即副边上的电压为-U)，D3导通，其他二极管均截止，则对电容C3进行充电，直至C3两端电压为+U。当高压变频器T1的副边上的脉冲为正半周时(即副边上的电压为+U)，D4导通，其余二极管均截止，则C3上的电压+U和副边上的电压+U同时为C7充电，直至C7两端的电压为+2U。同理可知，随着高频变压器T1副边上的第一脉冲电压的持续输入，电容C8、C9和C10两端的电压均会达到+2U。因此，升压整流模块B的输出端VoutB1上述可输出电压值为+8U的高压直流电压。综上所述，经过上述升压整流模块B的处理，可将幅值为+(12*P*N)和-(12*P*N)的第一脉冲电压转换成96*P*N高压直流输出电压。上述96*P*N的高压直流电压即为本实施例提供的高压电源电路实际输出的直流高压。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图4，图4是本发明实施例提供的反馈模块C的结构示意图。由图4可知，模块C可包括分压模块、第一跟随模块、第一负极性反向模块、第一调节模块、第二跟随模块、第二负极性反向模块和第二调节模块。上述分压模块的输入端作为上述模块C的电压反馈端VinC。上述分压模块的输出端与上述第一跟随模块的输入端相连接。上述第一跟随模块的输出端与上述第一负极性反向模块的输入端相连接。上述第一负极性反向模块的输出端与上述第一调节模块的输入端相连接。上述第一调节模块的输出端作为上述模块C的输出端VoutC。上述第二跟随模块的输入端作为模块C的电流反馈端IinC与上述分流电阻一端和上述升压整流电路的GND2端相连接。上述第二跟随模块的输出端与上述第二负极性反向模块的输入端相连接。上述第二负极性反向模块的输出端与上述第二调节模块的第一输入端相连接。上述第二调节模块输出端作为上述模块C的输出端IoutC。

具体实现中，上述分压模块用于将上述模块B的VoutB1端口输出的高压直流电压进行分压处理，以得到第一电压反馈信号。由于模块B输出的高压直流电压其电压值过高，不适用后续的电压信号的反馈操作。因此，需要通过分压模块对上述高压直流电压先进行分压处理，以得到降压后的第一电压反馈信号。上述第一跟随模块用于隔离上述分压模块和上述第一负极性反向模块。由于上述第一跟随模块具有高输入电阻及低输出电阻的特性，这可使得分压模块和后续的第一负极性反向模块互不影响，提高了反馈模块C的稳定性。上述第一负极性反向模块用于将上述第一电压反馈信号调整为与上述直流输入电压参考方向一致的第二电压反馈信号。需要说明的是，当第一跟随电路输入至第一负极性反向电路的电压的极性为正时，上述第一负极性反向电路并不会起到反向作用。当第一跟随电路输入至第一负极性反向电路的电压的极性为负时，上述第一负极性反向电路可将上述第一跟随电路输入的电压的方向调节为与直流输入电压的参考方向一致。在模块C中增加上述第一负极性反馈电路，可使得模块C能同时反馈正电压信号和负电压信号，提升了模块C的通用性。上述第一调节模块用于调整上述第二电压反馈信号的电压大小，以得到满足上述模块D的识别条件的电压反馈信号。需要说明的是，当根据高压直流电压的预设值确定出直流输入电压、模块A和模块B的电路结构后，则第一调节模块也应随之确定。当上述第二电压反馈信号的电压值大于上述模块D可识别信号的电压范围时，则第一调节模块的作用为降低上述第二反馈电压信号的电压值，以得到电压值在模块D可识别信号的电压范围之内的反馈电压信号。当上述第二电压反馈信号的电压值小于上述模块D可识别信号的电压范围时，上述第一调节模块的作用为升高上述第二电压反馈信号的电压值，以得到电压值在模块D可识别信号的电压范围之内的反馈电压信号。

具体实现中，上述第二跟随模块用于从模块B的反馈电流出获取第一电流反馈信号，并隔离上述第二负极性反向模块和模块B。上述第二负极性反向模块用于将上述第一电流反馈信号调整为与上述直流输入电压方向一致的第二电流反馈信号。上述第二调节模块用于调整上述第二电流反馈信号的电流值大小，以得到满足上述模块D的识别条件的电流反馈信号。上述第二跟随模块、第二负极性反向模块和第二调节模块的具体作用可参见上述中对第一跟随模块、第一负极性反向模块和第一调节模块的功能的描述，此处便不再赘述。需要说明的是，上述第一跟随模块、第一负极性反向模块和第一调节模块作用的对象是反馈电压，而第二跟随模块、第二负极性反向模块和第二调节模块作用的对象是反馈电流。上述反馈模块C可同时反馈电压信号和电流信号，为后续的反馈调节提供了更充足的反馈信息，提升了反馈模块C的适用性。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图5。图5是本发明实施例提供的控制模块D的结构示意图。上模块D可包括微处理器模块和驱动模块。上述微处理模块的一输入端作为控制模块D的输入端VinD。微处理器的另一输入端作为控制模块D的输入端IinD。微处理器模块的一输出端与驱动模块的一输入端相连接，微处理器模块的另一输出端与驱动模块的另一输入端相连接。上述驱动模块的一输出端作为模块D的第一控制端Con1，驱动模块的另一输出端作为模块D的第二控制端Con2。

具体实现中，上述微处理模块可由为工业级的微处理器芯片及其外围工作电路组成。驱动模块可由驱动芯片IR2181及其外围电路组成，此处不做限定。上述驱动模块用于提高上述微处理模块输出的控制信号的电压值大小，以使得控制模块D输入至上述半桥MOSFET转换模块的控制脉冲满足Q1和Q2的驱动需求。例如，使用以驱动芯片IR2181为核心的驱动电路作为上述驱动模块。将微处理模块输出的第一路控制信号输入至IR2181芯片的HIN口，将微处理模块输出的第二路控制信号输入至IR2181芯片的LIN口，则IR2181芯片的HO口和LO口可分别输出满足Q1和Q2驱动要求的控制脉冲以驱动Q1和Q2工作。

可选的，当模块C输出的反馈信号为反馈电压信号或反馈电流信号时，上述微处理器模块可先检测上述反馈电压信号或反馈电流信号是否在预设的安全值范围以内。若反馈电压信号或反馈电流信号不在上述安全值范围以内，则控制模块D停止向模块A输出控制信号，以使得整个高压电源电路停止工作。若反馈电压信号或反馈电流信号在上述安全值范围以内，则继续判断上述反馈电压信号或反馈电流信号是否大于预设阈值。需要说明的是，上述预设阈值可根据预先设定的高压直流输出电压的电压值以及反馈电路的性能参数来确定。若上述反馈电压信号或反馈电流信号大于预设阈值，则微处理器模块可减小其两路输出端口输出的控制信号的脉冲宽度，以使得驱动模块的Con1端和Con2端输出的控制脉冲由上述P1和P2转变成占空比更小的P3和P4。从而可使得模块B的变压器副边上的脉冲电压的幅值减小，最终使得模块B输出的高压直流电压的电压值与预设的电压值接近或在允许的变化范围内。若上述反馈电压信号或反馈电流信号小于预设阈值，则微处理器模块可增大其两路输出端口输出的控制信号的脉冲宽度，以使得驱动模块的Con1口和Con2口输出的控制脉冲由上述P1和P2转变成占空比更大的P5和P6。从而可使得模块B的变压器副边上的脉冲电压的幅值更大，最终使得模块B输出的高压直流电压的电压值与预设的电压值接近或在允许的变化范围内。

可选的，当上述模块C输出的反馈信号为反馈电压信号和反馈电流信号时，微处理器模块可先检测上述电压反馈信号。若上述电压反馈信号不在预设的电压安全值范围以内，则模块D停止向模块A输出控制信号，以使得高压电源电路停止工作。若上述电压反馈信号在电压安全范围值以内，则继续监测上述电流反馈信号是否在电流安全范围值以内。若上述电流反馈信号不在电流安全范围值以内，则停止向模块A输出控制信号，以使得高压电源电路停止工作。当上述电压反馈信号和电流反馈信号均满足上述条件时，可检测上述电压反馈信号是否大于预设阈值，并根据检测结果对模块D输出的控制脉冲进行调节，具体过程可参考上文描述的根据反馈电压信号或反馈电流信号调节模块D输出的控制脉冲的过程，此处便不再赘述。

可选的，上述模块D还可具备用户控制端口和通信端口。上述用户控制端口和通信端口可与模块D中的微处理器模块相连接。用户可通过用户控制端口向上述微处理器模块输入控制指令，微处理模块可根据用户输入的控制指令完成相应的操作。例如，假设上述控制端口为一旋钮，用户可通过旋转该旋钮向上述微处理模块输入电压控制指令。微处理模块可根据用户输入的电压控制指令确定模块D输出的控制脉冲的占空比，以最终控制模块B输出的高压直流电压的电压值。可选的，微处理模块还可通过通信端口与外部显示装置相连接，并根据用户输入的控制指令进行高压直流电压的电压值等相关参数的显示。

在一些可行的实施方式中，模块A还包括第一吸收回路和第二吸收回路。上述第一吸收回路一端与C1的一端和Q1的漏极同时相连接，上述吸收回路的另一端和上述D1的正极和上述Q1的源极同时相连接。上述第二吸收回路一端与上述第一吸收回路的一端和Q2的漏极同时相连接，上述吸收回路的另一端和上述D2的正极和上述Q2的源极同时相连接。其中，上述第一吸收回路用于吸收Q1的漏极和源极之间的尖峰电压，上述第二吸收回路用于吸收Q2的源极和漏极之间的尖峰电压。

在一些可行的实施方式中，请一并参见图6，图6是本发明实施例提供的高压电源电路的另一结构示意图。由上图可以看出，上述高压电源电路还包括调压模块E(下文以模块E代替描述)。模块E的输入端VinE与上述直流输入电压的一端相连接，模块E的接地端GND5分别与与上述直流输入电压的另一端、C的接地端GND4和D的接地端GND5同时相连接。模块E的输出端VoutE分别与D的电源端Vsd和C的电源端Vsc相连接。当上述直流输入电压高于上述模块D和模块C的供电电压时，模块E用于将上述直流输入电压调整为满足上述模块D和上述模块C的供电电压要求的子电源电压，并为上述模块D和上述模块C供电。例如，假设上述直流输入电压为24V，上述模块C和模块D的供电电压为12V。以降压斩波电路作为模块E。上述降压斩波电路可对上述24V直流输入电压进行降压处理，以得到12V直流电压，并使用12V直流电压为上述模块C和模块D进行供电。在高压电源电路中增加调压模块，可降低高压电源电路对供电电压的限制，提高了高压电源电路的通用性。

在本发明实施例中，模块A根据模块D输出的第一控制脉冲将直流输入电压转换成第一脉冲电压。模块B对模块A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到预设的高压直流电压并输出上述高压直流电压。模块C从模块B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将上述反馈电压和/或上述反馈电流调整为模块D可识别的反馈电压信号和/或反馈电流信号。模块D根据C输入的上述反馈电压信号和/或上述反馈电流信号对上述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将上述第二控制脉冲输出至模块A，以使得模块A根据上述第二控制脉冲将上述直流输入电压转换成与上述第二控制脉冲相对应的第二脉冲电压。采用本发明实施例，可降低高压电源电路的开关损耗，可简化高压电源电路的设计，提高高压电源电路的可靠性和适用性。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种高压电源电路，其特征在于，包括：半桥金属-氧化层半导体场效晶体管MOSFET转换模块A、升压整流模块B、反馈模块C和控制模块D；

A的输入端VinA1与直流输入电压的一端相连，A的接地端GND1与直流输入电压的另一端相连，A的输入端VinA2与D的控制脉冲输出端Con1相连，A的输入端VinA3与D的控制脉冲输出端Con2相连；

B的输入端VinB1与A的输出端VoutA1相连，B的输入端VinB2与A的输出端VoutA2相连，B的输出端VoutB1作为高压直流电压的正极端Vg，B的接地端GND2与分流电阻Rf的一端相连接，Rf的另一端与高压直流电压的接地端GND3相连接；

C的电压反馈端VinC与B的输出端VoutB1相连接，C的电流反馈端IinC与B的接地端GND2和Rf的一端同时相连接；

D的输入端VinD与C的输出端VoutC相连接，D输入端IinD与C的输出端IoutC相连接；

A用于根据D输出的第一控制脉冲将所述直流输入电压转换成第一脉冲电压，B用于对A输出的第一脉冲电压进行升压和整流处理，以得到预设的高压直流电压并输出所述高压直流电压，C用于从B的输出端获取反馈电压和/或反馈电流，并将所述反馈电压和/或所述反馈电流调整为D可识别的反馈电压信号和/或反馈电流信号，D用于根据C输入的所述反馈电压信号和/或所述反馈电流信号对所述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到第二控制脉冲并将所述第二控制脉冲输出至A，以使得A根据所述第二控制脉冲将所述直流输入电压转换成与所述第二控制脉冲相对应的第二脉冲电压。

2.根据权利要求1所述的高压电源电路，其特征在于，A包括MOSFET开关管Q1和Q2，二极管D1和D2，电容C1和C2以及电阻R1和R2；

其中，R1的一端作为A的输入端VinA2，R1的另一端与D1的负极和Q1的栅极同时相连，Q1的漏极与C1的一端相连接，并作为A的输入端VinA1，Q1的源极与Q2的漏极和D1的正极同时相连接，并作为A的输出端VoutA2，R2的一端作为A的输入端VinA3，R2的另一端与Q2的栅极和D2的负极同时相连接，D2的正极与Q2的源极和C2的一端同时相连接，并作为A的接地端GND1，C2的另一端与C1的另一端相连接，并作为A的输出端VoutA2。

3.根据权利要求1或2所述的高压电源电路，其特征在于，D包括微处理器模块和驱动模块；

所述微处理器模块的第一端作为D的输入端VinD，所述微处理器模块的第二端作为D的输入端IinD，所述微处理器模块的第三端与所述驱动模块的第一端相连接，所述微处理器模块的第四端与所述驱动模块的第二端相连接，所述驱动模块的第三端作为D的输出端Con1，所述驱动模块的第四端作为D的输出端Con2；

其中，所述微处理器模块根据C输入的所述反馈电压信号和/或所述反馈电流信号对所述第一控制脉冲的脉冲宽度进行调节，以得到调节后的第一控制脉冲，所述驱动模块用于放大所述调节后的第一控制脉冲的电压，以得到满足A的驱动需求的第二控制脉冲，并将所述第二控制脉冲输出至A。

4.根据权利要求3所述的高压电源电路，其特征在于，C包括分压模块、第一跟随模块、第一负极性反向模块和第一调节模块；

所述分压模块的输入端作为C的输入端VinC，所述分压模块的输出端与所述第一跟随模块的输入端相连接，所述第一跟随模块的输出端与所述第一负极性反向模块的输入端相连接，所述第一负极性反向模块的输出端与所述第一调节模块的输入端相连接，所述第一调节模块的输出端作为C的输出端VoutC；

所述分压模块用于将B输出的所述高压直流电压进行分压处理，以得到第一反馈电压信号，所述第一跟随模块用于隔离所述第一分压模块和所述第一负极性反向模块，所述第一负极性反向模块用于将所述第一反馈电压信号调整为与所述直流输入电压方向一致的第二反馈电压信号，所述第一调节模块用于调整所述第二反馈电压信号的电压大小，以得到满足D的识别条件的反馈电压信号。

5.根据权利要求4所述的高压电源电路，其特征在于，C还包括第二跟随模块、第二负极性反向模块和第二调节模块；

所述第二跟随模块的输入端与Rf一端和B的输出端相连接，并作为C的输入端IinC，所述第二跟随模块的输出端与所述第二负极性反向模块的输入端相连接，所述第二负极性反向模块的输出端与所述第二调节模块的第一输入端相连接，所述第二调节模块输出端作为C的输出端IoutC；

所述第二跟随模块用于从B的输出端获取第一电流反馈信号，并隔离所述第二负极性反向模块和B，所述第二负极性反向模块用于将所述第一反馈电流信号调整为与所述直流输入电压方向一致的第二反馈电流信号，所述第二调节模块用于调整所述第二反馈电流信号的电流值大小，以得到满足所述控制模块D的识别条件的反馈电流信号。

6.根据权利要求5所述的高压电源电路，其特征在于，A还包括第一吸收回路和第二吸收回路；

所述第一吸收回路一端与C1的一端和Q1的漏极同时相连接，所述吸收回路的另一端和所述D1的正极和所述Q1的源极同时相连接；

所述第二吸收回路一端与所述第一吸收回路的一端和Q2的漏极同时相连接，所述吸收回路的另一端和所述D2的正极和所述Q2的源极同时相连接；

其中，所述第一吸收回路用于吸收Q1的漏极和源极之间的尖峰电压，所述第二吸收回路用于吸收Q2的源极和漏极之间的尖峰电压。

7.根据权利要求1-6任一项所述的高压电源电路，其特征在于，所述高压电源电路还包括调压模块E；

E的输入端VinE与所述直流输入电压的一端相连接，E的接地端GND5分别与与所述直流输入电压的另一端、C的接地端GND4和D的接地端GND5同时相连接，E的输出端VoutE分别与D的电源端Vsd和C的电源端Vsc相连接；

E用于将所述直流输入电压调整为满足C和D的供电电压要求的子电源电压，并通过所述子电源电压为C和D供电。