CN117811352A - 一种基于计算机控制的阴极快速启动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，包括通信控制电路，通信控制电路包括主控芯片D1，控制灯丝电源的加电和关电；稳压控保模块，包括慢启动滤波单元和驱动斩波信号产生电路，慢启动滤波单元包括慢启动电路和滤波电路，慢启动电路接收由主控芯片D1发送过来的慢启动指令24VCONT，当慢启动电路接收到慢启动指令时，慢启动电路工作，产生交流220V电压输送出去，经外部的整流桥整流出直流300V（+）和300V（‑）电压，直流300V（+）和300V（‑）经滤波电路滤波后给IGBT供电；本发明通过慢启动滤波单元的设置，缓冲一开始加电交流电对电源中的整流桥的冲击，减小电磁干扰。

Description

一种基于计算机控制的阴极快速启动电源

技术领域

本发明涉及电源通信技术领域，尤其涉及一种基于计算机控制的阴极快速启动电源。

背景技术

隐形雷达、现代化电子对抗武器装备要求反应灵敏，在最短的时间内获得准确的信息并迅速作出反应，这就迫切希望它的重要组成部分---真空管不仅具有高功率、高可靠、高效率的性能，而且具有快速启动的能力。这就要求作为真空管“心脏”的阴极不仅具有大发射电流密度、高可靠长寿命等性能，而且具备快速启动的能力并要求阴极在非正常工作状态下能够快速启动。

阴极的快速启动是指阴极从开始加热在很短的时间内能够正常发射电流，阴极的启动时间主要取决于阴极从开始加热到正常工作温度的时间，同时又受管内真空度及其残余气体的种类及其由于阴极热子热辐射对电子枪周围零件的热膨胀平衡时间的影响。而阴极到正常工作温度的启动时间又取决阴极的种类、阴极热子热屏组合结构、阴极的加热方式。现在大部分都是用旁热式加热：即利用对专门的灯丝加电，灯丝将电能转变成热能并对阴极加热，使阴极表面产生600-800度的高温，创造一个使阴极发射电子的外部环境，阴极在满足条件下快速启动发射电子。

长期以来，阴极快速启动时一般用调压器调节交流输入的220V电压，其为有波动的交流电，加到灯丝上面使灯丝产生滋滋的声音，产生电磁干扰，影响真空管的真空度。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有技术中存在的阴极启动不稳定的技术问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，其通过慢启动滤波单元的设置，缓冲一开始加电交流电对电源中的整流桥的冲击，减小电磁干扰。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，

通信控制电路和稳压控保模块；

所述稳压控保模块包括慢启动滤波单元，所述慢启动滤波单元包括慢启动电路和滤波电路，慢启动电路接收通信控制电路发送过来的慢启动指令后，产生交流电压，交流电压经外部的整流桥整流出直流电压，直流电压经所述滤波电路滤波后输入IGBT驱动电路，IGBT驱动电路为灯丝供电。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：

所述通信控制电路用于通过IGBT驱动电路控制灯丝加电或关电；

稳压控保模块还包括过流检测电路和故障检测电路，所述过流检测电路判断灯丝电流是否过流，输出总故障信号发送给故障检测电路，故障检测电路输出故障信号发送给通信控制电路，通信控制电路控制灯丝电源是否进行关电。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：

所述通信控制电路包括主控芯片D1；

所述主控芯片D1上电连接有扩展芯片D4、双向总线传输器芯片D7和双向总线传输器芯片D8，所述双向总线传输器芯片D7接收电源的故障状态并送给扩展芯片D4，通过扩展芯片D4的数据总线D1接收到电源的实时状态，主控芯片D1通过双向总线传输器芯片D8发送控制指令，控制灯丝电源的加电和关电。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述主控芯片D1上还连接有计时器D6，通过计时器D6进行计时并将计时时间传输给主控芯片D1，计时到设定时间，主控芯片D1经计时器D6将慢启动控制指令送给双向总线传输器芯片D8的PC0端口，双向总线传输器芯片D8输出慢启动指令给慢启动电路。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述双向总线传输器芯片D8的输出端电连接电阻R8一端和电阻R9一端，所述电阻R8另一端电连接电容C28一端，电容C28另一端连接三极管V5的基极，所述三极管V5的集电极连接有继电器K1A的线圈一端，所述慢启动电路可控地输出24V电压并和继电器K1A的线包连接，电阻R9另一端连接三极管V6的基极，所述三极管V6的集电极连接继电器K2A线圈的一端，经双向总线传输器芯片D8使继电器K2A的线包上可控地通有24V电压，12V电压连接电阻R10一端和电阻R11一端，电阻R10另一端连接继电器K1A线圈的另一端，电阻R11另一端连接继电器K2A线圈的另一端，三极管V5和三极管V6的发射极均接地。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述过流检测电路包括串联在一起的二极管V1和二极管V3、串联在一起的二极管V5’和二极管V7、串联在一起的二极管V2和二极管V4以及串联在一起的二极管V6’和二极管V8，二极管V1的负极和二极管V7的负极均经电阻R3和二极管V9的正极连接，二极管V9的负极连接比较器N1D的正相和电阻R13一端，比较器N1D的负相连接可调电位器RP1的调节端，比较器N1D的输出端连接二极管V13的正极、二极管V15的负极和二极管V17的正极，所述电阻R13另一端连接二极管V15的正极；所述二极管V2的负极连接二极管V8的负极并经电阻R4连接二极管V10的正极，所述二极管V10的负极连接比较器N1C的正相，所述比较器N1C的负相连接可调电位器RP2的调节端，所述比较器N1C的输出端连接二极管V14的正极、二极管V16的负极和二极管V18的正极，电阻RP1一端经电阻R13连接二极管V15的正极，可调电位器RP2一端经电阻R14连接二极管V16的正极，所述二极管V3正极、二极管V5’正极、可调电位器RP1另一端、二极管V4正极、二极管V6’正极和可调电位器RP2另一端均接地，所述二极管V18的负极和二极管V17的负极相接共同输出FAL信号并经电阻R52连接三极管V23的基极，三极管V23的集电极连接供电电压VDD，供电电压VDD还给比较器N1C和N1D供电，三极管V23的发射极经电阻R55接地，三极管V23的发射极输出总故障信号。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述稳压控保模块还包括取样稳压电路、灯丝电压的基准电压VREF产生电路和驱动斩波信号产生电路，所述取样稳压电路输出灯丝取样电压Vk反馈，所述通信控制电路输出灯丝电压基准信号V FIN，灯丝电压基准信号V FIN作为灯丝电压的基准电压VREF产生电路的输入信号，灯丝电压的基准电压VREF产生电路输出灯丝电压的基准电压VREF，所述灯丝电压的基准电压VREF和灯丝取样电压Vk反馈作为驱动斩波信号产生电路的输入。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述取样稳压电路包括电阻R91、电容C28、电阻R50、电阻R67、电阻R69、电阻R71、电阻R77、电阻R79、电阻R88、电阻R89、电阻R92、电阻R93、稳压器V25、可调电位器RP7、频率转换芯片N7和运算放大器N13，灯丝电压UF+连接电阻R91一端，所述电阻R91另一端连接电阻R88一端，供电电压VDD依次经电阻R93和电阻R92连接稳压器V25的参考极和电阻R89一端，所述电阻R88另一端连接电阻R93和稳压器V25的阴极，所述电阻R89另一端和稳压器V25的阳极均接地，所述电阻R91和电阻R88间输出灯丝取样电压Vk反馈；所述灯丝电压的基准电压VREF产生电路包括电阻R77，所述灯丝电压基准信号V FIN接入电阻R77一端，电阻R77一端还连接电容C28一端，所述电容C28另一端连接频率转换芯片N7的行频脉冲输入端和电阻R67一端，所述电阻R67另一端连接电阻R69一端，所述电阻R69另一端连接频率转换芯片N7的外定时器端，频率转换芯片N7的内接比较器端连接可调电位器RP7一端，所述可调电位器RP7的另一端连接电阻R71一端，频率转换芯片N7的输出控制电压端依次经电阻R79和电阻R50连接单路运算放大器N13的输入正端，电阻R79和电阻R50的连接点连接单路运算放大器N13的输入负端，单路运算放大器N13的输出端输出灯丝电压的基准电压VREF。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述故障检测电路包括四二输入或非门D2，所述总故障信号传输给四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端，灯丝取样电压Vk反馈传输至四二输入或非门D2的第五输入端、第七输入端和第八输入端，通信控制电路将开关电信号HV CONT传输至四二输入或非门D2的第六输入端，四二输入或非门D2的第六输入端和第五输入端信号与非后传输至四二输入或非门D2的第一输入端，总故障信号接入四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端，四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端信号与非后传输至四二输入或非门D2的第二输入端，四二输入或非门D2的第二输入端和第一输入端与非后经四二输入或非门D2的第一输出端输出灯丝取样电压Vk反馈通信号，四二输入或非门D2的第七输入端和第八输入端与非后从四二输入或非门D2的第二输出端输出，四二输入或非门D2的第二输出端经电阻R62输出灯丝加关电信号HV OV，灯丝加关电信号HV OV传输至双向总线传输器芯片D7的输入端。

作为本发明中基于计算机控制的阴极快速启动电源的一种优选方案，其中：所述驱动斩波信号产生电路包括电阻R22、R24、电阻R28、电阻R30、电阻R34、电阻R38、电阻R42、运输放大器N3、脉宽调制型控制芯片N5、电容C21、电阻R47、电容C15、脉宽调制型控制芯片N6；所述灯丝电压的基准电压VREF连接电阻R24一端，所述电阻R24另一端经电阻R22连接运输放大器N3的同相端，所述运输放大器N3的反相端依次经电阻R28、电阻R30和电阻R34连接脉宽调制型控制芯片N5的同相输入端，脉宽调制型控制芯片N5的反相输入端通过电容C15接到地端，脉宽调制型控制芯片N5的反相输入端和脉宽调制型控制芯片N5的误差放大器的频率补偿端连接，灯丝取样电压Vk反馈通信号依次经电阻R42和电阻R38后接入脉宽调制型控制芯片N5的关断控制端，脉宽调制型控制芯片N5的输出B端和输出A端分别输出驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1，脉宽调制型控制芯片N5的输出A端经过电阻R39接到地端；脉宽调制型控制芯片N6的同相输入端通过电容C21接到地端，脉宽调制型控制芯片N6的反相输人端和脉宽调制型控制芯片N6的误差放大器的频率补偿端连接，灯丝取样电压Vk反馈通信号依次经电阻R42和电阻R47后接入脉宽调制型控制芯片N6的关断控制端，脉宽调制型控制芯片N6的输出B端和输出A端分别输出斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2。

本发明的有益效果：主控芯片D1上连接的计时器D6开始计时，双向总线传输器芯片D7接收到电源的故障状态，送给扩展芯片D4,通过D4的数据总线D1接收到电源的实时状态，通过串口协议接收计算机系统的报文并解析成各种指令，控制灯丝电源的加电和关电，计时到一定时间输出慢启动的控制指令，慢启动控制指令送给双向总线传输器芯片D8的2脚，慢启动指令通过插座送给慢启动电路，通过慢启动电路延缓交流220V电压送出，交流220V电压经本发明外部的整流桥整流出DC300V(+)和DC300V(-)电压，慢启动电路缓冲一开始加电交流电对电源中的整流桥的冲击，DC300V(+)和DC300V(-)再从整流桥送回到滤波电路上，再通过滤波电路滤波后送到IGBT驱动电路上，给灯丝供电，更加稳定可靠；通过主控芯片D1作为计算机和灯丝电源的连接纽带，接收计算机发送的基准电压，接收灯丝电源送过来的采样电压和电源的实时状态，发送相应的指令控制灯丝电源，实现了阴极快速启动电源的加电；通过IGBT驱动电路的设置，降低大电流开关管的开关损耗；通过稳压控保模块的设置，从直流高压端用分压器直接采样，保证电源有很高的稳压精度、电压调整率和准确可信的高压测量精度，同时具有故障检测的功能，将故障信号发送给通讯控制电路，方便对灯丝电源进行加电或关电控制，实现对电源的控制保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明基于计算机控制的阴极快速启动电源的原理图。

图2为本发明中通讯控制电路的原理图。

图3为本发明中慢启动电路的原理图。

图4为本发明中的滤波电路的原理图。

图5为本发明中过流检测电路的原理图。

图6为本发明中取样稳压电路的原理图。

图7为本发明中故障检测电路的原理图。

图8为本发明中灯丝电压的基准电压VREF产生电路的原理图。

图9为本发明中驱动斩波信号产生电路的原理图。

图10为本发明中灯丝电流的基准电压IREF产生电路的原理图。

图11为本发明中防灯丝电流过流电路的原理图。

图12为本发明中IGBT驱动电路的原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，参考图1～图4，为本发明的第一个实施例，本实施例提供了一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，其能缓冲一开始加电交流电对电源中的整流桥的冲击，减小电磁干扰。

一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，包括通信控制电路，通信控制电路包括主控芯片D1，控制灯丝电源的加电和关电；

稳压控保模块，包括慢启动滤波单元，慢启动滤波单元包括慢启动电路和滤波电路，慢启动电路接收由主控芯片D1发送过来的慢启动指令24VCONT，当慢启动电路接收到慢启动指令时，慢启动电路工作，产生交流220V电压输送出去，经外部的整流桥整流出直流正300V和直流负300V电压，直流正300V和直流负300V电压经滤波电路滤波后给IGBT提供直流电源。

具体的，慢启动电路包括继电器K2、继电器K1和二极管V3，继电器K1和继电器K2的线包上均有24V电压，24V电压接入二极管V3的负极和电阻R2的一端，二极管V3的负极和继电器K2线包的一端以及继电器K1线包的一端连接，二极管V3的正极和继电器K1线包的另一端以及N沟道场效应晶体管V4的漏极连接，N沟道场效应晶体管V4的栅极连接电容C3的正极、稳压管V1的负极、二极管V2的正极和电阻R2的另一端，继电器K2常开触头一端连接交流电压200V，继电器K2常开触头另一端经继电器K1的常开触头输出交流220V电压给外部的整流桥，N沟道场效应晶体管V4的源极、电容C3的负极和稳压管V1的正极均接地；滤波电路包括电阻R3和电阻R4，电阻R3和R4的一端连接，电阻R3和电阻R4的另一端分别接入DC300V(+)和DC300V(-)电压，电阻R3的另一端分别和电容C1的正极、电容C3的正极连接，电容R4的另一端分别和电容C1的负极、电容C3的负极连接，从电容C3的两端输出滤波的直流300V电压。

如图3所示，高压通+24V电压送到慢启动电路中的A点和C点，继电器K2线包有24V电压，继电器K2闭合，E和F短路。C点接二极管V3的负端，二极管不导通，高压通+24V从C送到电阻R2和二极管V2的负端的连接点D点，因为接的是二极管V2的负端,二极管V2不导通，高压通+24V对电容C3充电，又因为C3和稳压管V1并联，稳压管V1为1N6002,它是一个12V的稳压管，当电容C3充电充到12V电压时,电容C3开始放电,因为V2的负端为正24V电压，电流流向MOS管V4(IRF640)V4导通,V4的集电极和发射极短路，B点电压为0,继电器K1的线包B和A之间有24V电压，K1闭合，D和E短路，又因为E和F短路，R1被短路，交流220V电压从220V(L)IN送到交流AC220V(L+)OUT，从AC220V(L+)OUT送出去，送给灯丝电源系统的整流桥，整流桥整流出DC300V(+)和DC300V(-)电压，DC300V(+)和DC300V(-)传输到滤波电路上，经过电容C1和电容C3滤波后输出，给IGBT供电。

具体的，主控芯片D1上电连接有扩展芯片D4、双向总线传输器芯片D7和双向总线传输器芯片D8，双向总线传输器芯片D7接收电源的故障状态并送给扩展芯片D4，通过扩展芯片D4的数据总线主控芯片D1接收到电源的实时状态，主控芯片D1通过双向总线传输器芯片D8发送控制指令，控制灯丝电源的加电或关电，主控芯片D1上还连接有计时器D6，通过计时器D6进行计时并将计时时间传输给主控芯片D1，计时到设定时间，主控芯片D1经计时器D6将慢启动控制指令送给双向总线传输器芯片D8的PC0端口，双向总线传输器芯片D8输出慢启动指令，慢启动指令通过插座传输给慢启动电路；双向总线传输器芯片D8上还电连接电阻R8一端和电阻R9一端，电阻R8另一端电连接电容C28一端，电容C28另一端连接三极管V5的基极，三极管V5的集电极连接有继电器K1A的线圈一端，慢启动电路可控地输出24V电压并和继电器K1A的线包连接，电阻R9另一端连接三极管V6的基极，三极管V6的集电极连接继电器K2A线圈的一端，经双向总线传输器芯片D8使继电器K2A的线包上可控地通有24V电压，12V电压连接电阻R10一端和电阻R11一端，电阻R10另一端连接继电器K1A线圈的另一端，电阻R11另一端连接继电器K2A线圈的另一端，三极管V5和三极管V6的发射极均接地。

计时器D6工作计时到设定时间后，主控芯片D1输出慢启动控制指令，启动控制指令送给高性能的双向总线传输器芯片D8的2脚，双向总线传输器芯片D8的18脚输出电平为5V的24VCONT信号，24VCONT送给三极管V5的基极，三极管V5导通，三极管V5的发射极和集电极短路，这时继电器K1的线包有24V电压，继电器K1闭合，慢启动指令通过插座送给慢启动电路；主控芯片判断出灯丝电源满足加电条件后发出灯丝电源的高电平的加电信号指令，扩展芯片通过总线送给双向总线传输器芯片D8的输入引脚，双向总线传输器芯片D8的数据引脚送到三极管V6的基极，三极管V6导通继电器K2线包上有24V电压，继电器K2闭合，灯丝电源的加电信号送出；主控芯片D1实时接收灯丝电源的状态并判断灯丝电源是否有故障，如果有故障及时送出低电平的关电信号到双向总线传输器芯片D8的输入脚，这时三极管V6截止，继电器K2断开，关电信号送出，同时通过串口协议把电源的实时状态送给计算机；通过以上操作，实现对灯丝电源的加电和关电控制。

实施例2，参照图1、图2、图5～图9和图12，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，其能进一步实现灯丝电源是否正常工作的检测，正常工作时驱动灯丝电源启动，有故障时，灯丝电源接收故障信号，主控芯片D1控制灯丝电源进行关电，驱动斩波信号产生电路也无脉冲信号输出。

稳压控保模块还包括过流检测电路、故障检测电路和驱动斩波信号产生电路，过流检测电路判断灯丝电流是否过流，输出总故障信号发送给故障检测电路，故障检测电路输出故障信号发送给通信控制电路，具体为，主控芯片D1上还连接有双向总线传输器芯片D7，通信控制电路控制灯丝电源是否进行关电；驱动斩波信号产生电路产生随着灯丝电压变化频率发生变化的互补脉冲信号PWMA1和互补脉冲信号PWMB1以及产生互补脉冲信号PWMA2和互补脉冲信号PWMB2；驱动斩波信号产生电路产生的驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1为IGBT驱动电路提供驱动信号，产生的互补脉冲信号PWMA2和互补脉冲信号PWMB2为外部的IGBT驱动电路提供斩波信号，IGBT驱动电路给IGBT提供驱动信号。

具体的，过流检测电路包括串联在一起的二极管V1和二极管V3、串联在一起的二极管V5’和二极管V7、串联在一起的二极管V2和二极管V4以及串联在一起的二极管V6’和V8，二极管V1的负极和二极管V7的负极均经电阻R3和二极管V9的正极连接，二极管V9的负极连接比较器N1D的正相和电阻R13一端，比较器N1D的负相连接可调电位器RP1的调节端，比较器N1D的输出端连接二极管V13的正极、二极管V15的负极和二极管V17的正极，电阻R13另一端连接二极管V15的正极；二极管V2的负极连接二极管V8的负极并经电阻R4连接二极管V10的正极，二极管V10的负极连接比较器N1C的正相，比较器N1C的负相连接可调电位器RP2的调节端，比较器N1C的输出端连接二极管V14的正极、二极管V16的负极和二极管V18的正极，电阻RP1一端依次经电阻R9和电阻R13连接二极管V15的正极，可调电位器RP2一端经电阻R14连接二极管V16的正极，二极管V3正极、二极管V5’正极、可调电位器RP1另一端、二极管V4正极、二极管V6’正极和可调电位器RP2另一端均接地，二极管V18的负极和二极管V17的负极相接共同输出FAL信号并经电阻R52连接三极管V23的基极，三极管V23的集电极连接供电电压VDD，供电电压VDD还给比较器N1C和N1D供电，三极管V23的发射极经电阻R55接地，三极管V23的发射极输出总故障信号，电阻R13另一端输出FAL2信号，FAL2信号传送到总线传输器芯片D7的17脚，电阻R14和二极管V16的连接段输出FAL1信号。

从输出灯丝电压上的耦合环来的尖峰脉冲信号CURPLS1和尖峰脉冲信号CURPLS2经过二极管V1,二极管V3，二极管V5’,二极管V7的整流得到直流电压经过电阻R3和二极管V9送到比较器N1的11脚，比较器N1的10脚通过电位器的调节设置成需要的电压，比较器N1的10脚和比较器N1的11脚比较，如果N1的11脚的电压值大于N1的10脚的电压值，比较器N1的13脚输出高电平（比较器的电源电压值），如果比较器N1的11脚电压低于N1的10脚电压，比较器N1的13脚输出低电平，通过阻隔二极管V15输出变成信号FAL2送到总线传输器芯片D7的17脚，比较器N1的13脚通过阻隔二极管V17输出信号FAL送到电阻R52上，从变换逆变器上的来的脉冲信号CURPLS3和脉冲信号CURPLS4和上述同样的原理得出比较器N1的14脚的电平通过阻隔二极管V16得到信号FAL1，信号FAL1传送到总线传输器芯片D7的18脚，通过阻隔二极管V18的得到的信号FAL送到电阻R52上，经过电阻R52送到三极管V23(3DK4B)的基极上，如果FAL是高电平12V，三极管V23(3DK4B)导通，总故障为高电平12V；如果FAL为低电平，通过三极管V23的基极电流达不到导通的条件，总故障电平为低电平0V。

具体的，稳压控保模块还包括取样稳压电路和灯丝电压的基准电压VREF产生电路，取样稳压电路输出灯丝取样电压Vk反馈，通信控制电路输出灯丝电压基准信号V FIN，灯丝电压基准信号V FIN作为灯丝电压的基准电压VREF产生电路的输入信号，灯丝电压的基准电压VREF产生电路输出灯丝电压的基准电压VREF，灯丝电压的基准电压VREF和灯丝取样电压Vk反馈作为驱动斩波信号产生电路的输入；取样稳压电路包括电阻R91，灯丝电压UF+连接电阻R91一端，电阻R91另一端连接电阻R88一端，供电电压VDD依次经电阻R93和电阻R92连接稳压器V25的参考极和电阻R89一端，电阻R88另一端连接电阻R93和稳压器V25的阴极，电阻R89另一端和稳压器V25的阳极均接地，电阻R91和电阻R88间输出灯丝取样电压Vk反馈；灯丝电压的基准电压VREF产生电路包括电阻R77，灯丝电压基准信号V FIN接入电阻R77一端，电阻R77一端还连接电容C28一端，电容C28另一端连接频率转换芯片N7的行频脉冲输入端（6脚）和电阻R67一端，电阻R67另一端连接电阻R69一端，电阻R69另一端连接频率转换芯片N7的外定时器端（5脚），频率转换芯片N7的内接比较器端（2脚）连接可调电位器RP7一端，可调电位器RP7的另一端连接电阻R71一端，频率转换芯片N7的输出控制电压端（1脚）依次经电阻R73、电阻R79和电阻R50连接单路运算放大器N13的输入正端（3脚），电阻R73和电阻R79的连接段处的电压为VREF1，电阻R79和电阻R50的连接点连接单路运算放大器N13的输入负端（2脚），单路运算放大器N13的输出端（6脚）输出灯丝电压的基准电压VREF。

最终输出的灯丝电压UF+经过电阻R91、电阻R88、可调精密并联稳压器V25，得到精确的取样电压Vk反馈。

具体的，故障检测电路包括四二输入或非门D2，总故障信号传输给四二输入或非门D2的第三输入端（5脚）和第四输入端（6脚），Vk反馈传输至四二输入或非门D2的第五输入端（8脚）、第七输入端（12脚）和第八输入端（13脚），通信控制电路将开关电信号HV CONT传输至四二输入或非门D2的第六输入端（9脚），四二输入或非门D2的第六输入端（9脚）和第五输入端（8脚）信号与非后传输至四二输入或非门D2的第一输入端（1脚），总故障信号接入四二输入或非门D2的第三输入端（5脚）和第四输入端（6脚），四二输入或非门D2的第三输入端（5脚）和第四输入端（6脚）信号与非后传输至四二输入或非门D2的第二输入端（2脚），四二输入或非门D2的第二输入端（2脚）和第一输入端（1脚）与非后经四二输入或非门D2的第一输出端（3脚）输出Vk通信号，四二输入或非门D2的第七输入端（12脚）和第八输入端（13脚）与非后从四二输入或非门D2的第二输出端（11脚）输出，四二输入或非门D2的第二输出端（11脚）经电阻R62输出灯丝加关电信号HV OV，灯丝加关电信号HV OV传输至双向总线传输器芯片D7的输入端（18脚）。

总故障信号送到四二输入或非门D2（CD4001）的第三输入端（5脚）和第四输入端（6脚）上，如果总故障是高电平，经过与非变成低电平，四二输入或非门D2的第三输出端（4脚）变成低电平，送到四二输入或非门D2的第二输入端（2脚）。四二输入或非门D2的第五输入端（8脚）为灯丝电压的过压信号，四二输入或非门D2的第五输入端（8脚）为灯丝电压的过压信号，来自Vk反馈，四二输入或非门D2的第六输入端（9脚）来自双向总线传输器芯片D8的2脚发出的电压通指令信号HV CONT，四二输入或非门D2的第五输入端（8脚）和第六输入端（9脚）经过与非后，得到的信号通过第四输出端（10脚）送到四二输入或非门D2的第一输入端（1脚），四二输入或非门D2的第一输入端（1脚）和第二输入端（2脚）与非，得到的灯丝取样电压Vk反馈通信号通过四二输入或非门D2的第一输出端（3脚）送到驱动斩波信号产生电路上，信号V FIN为灯丝电压基准信号，其是一个频率可变的脉冲信号，来自计时器D6的10脚，送到电阻R77和电容C28的连接点上，经过电阻R77和电容C28组成的微分电路加到频率转换芯片N7(LM331)上的6脚，当信号VFIN的下降沿到来经过微分电路将在频率转换芯片N7的6脚产生负尖峰脉冲，当负尖峰脉冲大于电源电压VDD的三分之一时，频率转换芯片N7的内部触发器将置位，其内部的电源对电容C28充电，同时电源电压通过电阻R69对电容C30充电。当电容C28上的电压大于三分之二电源电压时，频率转换芯片N7内部的触发器复位，电容C28通过电阻R67放电，同时定时电容C30放电，便完成一次充放电的工作过程。此后每经过一次充放电过程电路重复上面的工作过程，频率转换芯片N7输出的电压VREF1与输入信号VFIN的关系可用数学关系式表示为：VREF1 =2.09*R67*R69*C30*V FIN/R总 ，R总=RP7+R71，在合理的频率条件下调节电阻电容的大小就可以输出电压随输入的频率变化的值；VREF1经过电阻R75送到运算放大器N9(LM741)的2脚，经过运输放大，运算放大器N9的6脚输出送到运算放大器N11(LM741)的反相和运算放大器N13(LM741)的射随，N13的6脚输出的直流电压就是灯丝电压的基准电压VREF，VREF送到驱动斩波信号产生电路上。

具体的，驱动斩波信号产生电路包括电阻R24，灯丝电压的基准电压VREF连接电阻R24一端，电阻R24另一端经电阻R22连接运输放大器N3的同相端，Vk反馈依次经电阻R18和电阻R20连接运输放大器N3的的反相端，运输放大器N3的反相端还依次经电阻R28、电阻R30和R34连接脉宽调制型控制芯片N5的同相输入端（2脚），电阻R28和电阻R30的连接段与运输放大器N3的6脚连接，Vk通信号依次经电阻R42和电阻R38后接入脉宽调制型控制芯片N5的10脚，脉宽调制型控制芯片N5的14脚和11脚分别输出驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1，脉宽调制型控制芯片N5的14脚经电容C21和脉宽调制型控制芯片N5的2脚连接，脉宽调制型控制芯片N5的14脚和11脚分别输出斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2。

灯丝电压的基准电压VREF通过电阻R24送到运输放大器N3的3脚，精确的取样电压VK反馈送到电阻R18上，再通过电阻R20送到运输放大器N3的2脚，如果运输放大器N3的2脚的电压大于运输放大器N3的3脚电压，运输放大器N3的6脚输出负的直流电平（-12V), 得到的VK取样电压通过电阻R34送到脉宽调制型控制芯片N5（SG3525)的2脚，如果运输放大器N3的2脚电压小于运输放大器N3的3脚电压，运输放大器N3的6脚输出正的电压，经过稳压管V20（IN5991)的稳压，VK取样电压不高于3.9V电压，通过电阻R34送到脉宽调制型控制芯片N5的2脚，选用脉宽调制型控制芯片的内部误差放大器：1脚为反相输入，2脚为同相输入，9脚为误差放大器频率补偿端，8脚为软启动，10脚为外部关断信号输入端，用于限流控制。当该端为高电平时，脉宽调制型控制芯片输出被禁止，所以当VK通为高电平时，脉宽调制型控制芯片N5和脉宽调制型控制芯片N6的11脚和14脚禁止输出；当VK通为低电平时，和脉宽调制型控制芯片N5的11脚和和脉宽调制型控制芯片的14脚正常输出，并且11脚和14脚输出频率位23kHZ左右驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1，驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1为互补脉冲，驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1送到后面的IGBT驱动电路上，驱动信号PWMB1又作为脉宽调制型控制芯片N6的同步信号送到和脉宽调制型控制芯片N6的2脚，使脉宽调制型控制芯片N6产生输出斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2，斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2为互补的脉冲，互斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2也送到后面的IGBT驱动电路上，IGBT驱动电路中用的驱动芯片为EXB840， 40V脉冲信号通过1V1,1V2,1V3,1V4四个二极管FR107整流成直流电压给驱动器1N2供电，稳压控保模块产生的脉冲信号送到1N2的引脚IN(+)和IN(-),1N2产生三路信号1E1,1C1,1G1。同样的原理2N2,3N2,4N2,5N2各产生三路信号为2E1,2G1,2C1，3E1,3G1,3C1，4E1,4G1,4C1，5E1,5G1,5C1。这五路IGBT产生驱动信号，逆变电路接收到驱动信号产生高频信号送到高频变压器上，通过外部的高频整流电路整流出电压，最后产生稳定可靠的可调灯丝电压UF+。

实施例3，参照图10和图11，为本发明的第三个实施例，与上两个实施例的不同之处在于，本实施例提供了一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，其能防止灯丝电流过流。

具体的，稳压控保模块还包括灯丝电流的基准电压IREF产生电路和防灯丝电流过流电路，灯丝电流的基准电压IREF产生电路产生灯丝电流的基准电压IREF，灯丝电流的基准电压IREF接入防灯丝电流过流电路。

如图9所示，灯丝电流的基准电压IREF产生电路包括频率转换芯片N8，电压VDD连接电阻R68一端和电阻R70一端，电阻R8另一端连接电容C29一端和频率转换芯片N8的6脚，计时器D6的13脚输出灯丝电流基准脉冲I FIN，灯丝电流基准脉冲I FIN接入电容C29另一端，电阻R70另一端连接电容C31一端和频率转换芯片N8的5脚，频率转换芯片N8的1脚经电阻R76连接运算放大器N10的反相和电容C41一端，频率转换芯片N8的2脚依次经可调电位器RP8和电阻R72连接运算放大器N10的同相，运算放大器N10的6脚连接电容C41另一端和电阻R80一端，电阻R80另一端连接运算放大器N12的2脚和电阻R51一端，电阻R51另一端连接运算放大器N12的6脚和运算放大器N14的3脚，运算放大器N14的2脚和6脚相接，输出灯丝电流的基准电压IREF。

如图10所示，防灯丝电流过流电路包括电阻R81，电阻R81一端接入电压I反馈，灯丝电压UF+和UF-两端加在真空管的灯丝两端后，灯丝电流流过取样电阻后就得到电流取样电压即是I反馈， 电阻R81另一端连接运算放大器N16的同相，运算放大器N16的6脚连接电阻R83一端和运算放大器N16的反相，电阻R83另一端连接运算放大器N17的同相，运算放大器N17的反相依次经电阻R84、电阻R19和电阻R23连接运算放大器N4的同相，运算放大器N4的反相经电阻R29连接运算放大器N4的6脚，IREF连接电阻R25一端，电阻R25另一端经电阻R21和运算放大器N17的反相连接，运算放大器N4的6脚依次经电阻R31和电阻R90连接三极管V28的基极，脉宽调制型控制芯片N5的8脚输出电压SF，电压SF经电阻R87连接三极管V28的基极，三极管V28的发射极接地。

I反馈经过电阻R81送到运算放大器N16的3脚，经过运算放大器N16的射随6脚输出通过电阻R83送到运算放大器N17的3脚，经过运算放大器N17的反相，运算放大器N16的6脚依次通过电阻R86、电阻R19和电阻R23送到运算放大器N4的3脚，IREF依次通过电阻R25和电阻R21后送到运算放大器N4的2脚，运算放大器N4的2脚和3脚作比较后，如果2脚的电压高于3脚，说明设置的电流值大于实际电流的值，灯丝电流正常，6脚输出负的电平，通过电阻R90送到三极管V28的基极，到基极的电压为负电压，流过基极的电流为零，三极管V28不导通；如果运算放大器N4的2脚的电压低于运算放大器N4的3脚的电压，说明设置的电流值小于实际电流值，这时灯丝电流过流，运算放大器N4的6脚输出高电平，通过电阻R90送到三极管V28的基极，通过三极管V28基极的电流使三极管V28导通，SF接到脉宽调制型控制芯片N5的软启动8脚上，通过脉宽调制型控制芯片N5的内部电路，使灯丝电流限制在设置的电流值，防止灯丝电流过流，进一步提高电源启动的可靠性。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：包括，

通信控制电路和稳压控保模块；

所述稳压控保模块包括慢启动滤波单元，所述慢启动滤波单元包括慢启动电路和滤波电路，慢启动电路接收通信控制电路发送过来的慢启动指令后，产生交流电压，交流电压经外部的整流桥整流出直流电压，直流电压经所述滤波电路滤波后输入IGBT驱动电路，IGBT驱动电路为灯丝供电。

2.如权利要求1所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：

所述通信控制电路用于通过IGBT驱动电路控制灯丝加电或关电；

所述稳压控保模块还包括过流检测电路和故障检测电路，所述过流检测电路用于检测灯丝电流是否过流，当灯丝过流时输出总故障信号发送给故障检测电路，故障检测电路输出故障信号发送给通信控制电路，通信控制电路接收到故障信号时控制灯丝电源进行关电。

3.如权利要求2所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：

所述通信控制电路包括主控芯片D1；

所述主控芯片D1上电连接有扩展芯片D4、双向总线传输器芯片D7和双向总线传输器芯片D8，所述双向总线传输器芯片D7接收电源的故障信号并送给扩展芯片D4，通过扩展芯片D4的数据总线将电源的实时状态传输给主控芯片D1，主控芯片D1通过双向总线传输器芯片D8发送控制指令，控制灯丝电源的加电或关电。

4.如权利要求3所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述主控芯片D1上还连接有计时器D6，通过计时器D6进行计时并将计时时间传输给主控芯片D1，计时到设定时间，主控芯片D1经计时器D6将慢启动控制指令送给双向总线传输器芯片D8的PC0端口，双向总线传输器芯片D8输出慢启动指令给慢启动电路。

5.如权利要求2或3所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述双向总线传输器芯片D8的输出端电连接电阻R8一端和电阻R9一端，所述电阻R8另一端电连接电容C28一端，电容C28另一端连接三极管V5的基极，所述三极管V5的集电极连接有继电器K1A的线圈一端，所述慢启动电路输出24V电压并和继电器K1A的线包连接，电阻R9另一端连接三极管V6的基极，所述三极管V6的集电极连接继电器K2A线圈的一端，经双向总线传输器芯片D8使继电器K2A的线包上通有24V电压，经外部转换输出的12V电压连接电阻R10一端和电阻R11一端，电阻R10另一端连接继电器K1A线圈的另一端，电阻R11另一端连接继电器K2A线圈的另一端，三极管V5和三极管V6的发射极均接地。

6.如权利要求5所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述过流检测电路包括串联在一起的二极管V1和二极管V3、串联在一起的二极管V5’和二极管V7、串联在一起的二极管V2和二极管V4以及串联在一起的二极管V6’和二极管V8以及二极管V9、可调电位器RP1、可调电位器RP2、比较器N1C、比较器N1D、二极管V10、二极管V13、二极管V14、二极管V15、二极管V16、二极管V17、二极管V18、三极管V23、电阻R3、电阻R4、电阻R13、电阻R14、电阻R52和电阻R55，二极管V1的负极和二极管V7的负极均经电阻R3和二极管V9的正极连接，二极管V9的负极连接比较器N1D的正相和电阻R13一端，比较器N1D的负相连接可调电位器RP1的调节端，比较器N1D的输出端连接二极管V13的正极、二极管V15的负极和二极管V17的正极，所述电阻R13另一端连接二极管V15的正极；所述二极管V2的负极连接二极管V8的负极并经电阻R4连接二极管V10的正极，所述二极管V10的负极连接比较器N1C的正相，所述比较器N1C的负相连接可调电位器RP2的调节端，所述比较器N1C的输出端连接二极管V14的正极、二极管V16的负极和二极管V18的正极，电阻RP1一端经电阻R13连接二极管V15的正极，可调电位器RP2一端经电阻R14连接二极管V16的正极，所述二极管V3正极、二极管V5’正极、可调电位器RP1另一端、二极管V4正极、二极管V6’正极和可调电位器RP2另一端均接地，所述二极管V18的负极和二极管V17的负极相接共同输出FAL信号并经电阻R52连接三极管V23的基极，三极管V23的集电极连接供电电压VDD，供电电压VDD还给比较器N1C和比较器N1D供电，三极管V23的发射极经电阻R55接地，三极管V23的发射极输出总故障信号。

7. 如权利要求6所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述稳压控保模块还包括取样稳压电路、灯丝电压的基准电压VREF产生电路和驱动斩波信号产生电路，所述取样稳压电路输出灯丝取样电压Vk反馈，所述通信控制电路输出灯丝电压基准信号V FIN，灯丝电压基准信号V FIN作为灯丝电压的基准电压VREF产生电路的输入信号，灯丝电压的基准电压VREF产生电路输出灯丝电压的基准电压VREF，所述灯丝电压的基准电压VREF和灯丝取样电压Vk反馈作为驱动斩波信号产生电路的输入。

8. 如权利要求7所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述取样稳压电路包括电阻R91、电容C28、电阻R50、电阻R67、电阻R69、电阻R71、电阻R77、电阻R79、电阻R88、电阻R89、电阻R92、电阻R93、稳压器V25、可调电位器RP7、频率转换芯片N7和运算放大器N13，灯丝电压UF+连接电阻R91一端，所述电阻R91另一端连接电阻R88一端，供电电压VDD依次经电阻R93和电阻R92连接稳压器V25的参考极和电阻R89一端，所述电阻R88另一端连接电阻R93和稳压器V25的阴极，所述电阻R89另一端和稳压器V25的阳极均接地，所述电阻R91和电阻R88间输出灯丝取样电压Vk反馈；所述灯丝电压的基准电压VREF产生电路包括电阻R77，所述灯丝电压基准信号V FIN接入电阻R77一端，电阻R77一端还连接电容C28一端，所述电容C28另一端连接频率转换芯片N7的行频脉冲输入端和电阻R67一端，所述电阻R67另一端连接电阻R69一端，所述电阻R69另一端连接频率转换芯片N7的外定时器端，频率转换芯片N7的内接比较器端连接可调电位器RP7一端，所述可调电位器RP7的另一端连接电阻R71一端，频率转换芯片N7的输出控制电压端依次经电阻R79和电阻R50连接单路运算放大器N13的输入正端，电阻R79和电阻R50的连接点连接单路运算放大器N13的输入负端，单路运算放大器N13的输出端输出灯丝电压的基准电压VREF。

9. 如权利要求8所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述故障检测电路包括四二输入或非门D2，所述总故障信号传输给四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端，灯丝取样电压Vk反馈传输至四二输入或非门D2的第五输入端、第七输入端和第八输入端，通信控制电路将开关电信号HV CONT传输至四二输入或非门D2的第六输入端，四二输入或非门D2的第六输入端和第五输入端信号与非后传输至四二输入或非门D2的第一输入端，总故障信号接入四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端，四二输入或非门D2的第三输入端和第四输入端信号与非后传输至四二输入或非门D2的第二输入端，四二输入或非门D2的第二输入端和第一输入端与非后经四二输入或非门D2的第一输出端输出灯丝取样电压Vk反馈通信号，四二输入或非门D2的第七输入端和第八输入端与非后从四二输入或非门D2的第二输出端输出，四二输入或非门D2的第二输出端经电阻R62输出灯丝加关电信号HV OV，灯丝加关电信号HV OV传输至双向总线传输器芯片D7的输入端。

10.如权利要求7所述的基于计算机控制的阴极快速启动电源，其特征在于：所述驱动斩波信号产生电路包括电阻R22、R24、电阻R28、电阻R30、电阻R34、电阻R38、电阻R42、运输放大器N3、脉宽调制型控制芯片N5、电容C21、电阻R47、电容C15、脉宽调制型控制芯片N6；所述灯丝电压的基准电压VREF连接电阻R24一端，所述电阻R24另一端经电阻R22连接运输放大器N3的同相端，所述运输放大器N3的反相端依次经电阻R28、电阻R30和电阻R34连接脉宽调制型控制芯片N5的同相输入端，脉宽调制型控制芯片N5的反相输入端通过电容C15接到地端，脉宽调制型控制芯片N5的反相输入端和脉宽调制型控制芯片N5的误差放大器的频率补偿端连接，灯丝取样电压Vk反馈通信号依次经电阻R42和电阻R38后接入脉宽调制型控制芯片N5的关断控制端，脉宽调制型控制芯片N5的输出B端和输出A端分别输出驱动信号PWMA1和驱动信号PWMB1，脉宽调制型控制芯片N5的输出A端经过电阻R39接到地端；脉宽调制型控制芯片N6的同相输入端通过电容C21接到地端，脉宽调制型控制芯片N6的反相输人端和脉宽调制型控制芯片N6的误差放大器的频率补偿端连接，灯丝取样电压Vk反馈通信号依次经电阻R42和电阻R47后接入脉宽调制型控制芯片N6的关断控制端，脉宽调制型控制芯片N6的输出B端和输出A端分别输出斩波信号PWMB2和斩波信号PWMA2。