CN203352449U

CN203352449U - 智能数控稳压的多功能直流高压电源装置

Info

Publication number: CN203352449U
Application number: CN2013204520788U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: SHENZHEN TIANDEYI ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN TIANDEYI ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-07-18

Abstract

本实用新型公开了一种智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，该装置包括数控变频调压电路、输出反馈电路、电火花侦测电路和主控芯片；输出反馈电路和电火花侦测电路的输入端分别与数控变频调压电路的输出端连接，输出反馈电路和电火花侦测电路的输出端分别与主控芯片的输入端连接，且主控芯片的输出端与数控变频调压电路的输入端连接，本实用新型输出反馈电路将直流高压电信号反馈给主控芯片，主控芯片判断到该电压处于高压、低压或短路状态，数控变频调压电路进行智能数控稳压，另外，电火花侦测电路能及时捕捉到每次电源放电引起的波动，并将脉冲信号传输给主控芯片，由主控芯片处理并关闭高压驱动电源而形成保护电路。

Description

智能数控稳压的多功能直流高压电源装置

技术领域

本实用新型涉及直流高压电源领域，尤其涉及一种智能数控稳压的多功能直流高压电源装置。

背景技术

随着高压直流电源的应用越来越广，直流高压电源已普遍进入了工厂和家庭中，因此，设计一种高安全性能且输出电压稳定的直流高压电源显得尤为重要。

目前，直流高压电源主要采用开关电源技术，通过PWM波控制开关器件的导通或关闭来调节输出电压的高低，采用逆变电路来提高变压器的工作频率，大大降低了器件的体积与重量，但是易受温漂、老化和负载大小等的影响，进而会产生过大的输出电压误差；在电压过大的情况下，易产生电火花或电弧，甚至发生火灾，存在很大的安全隐患；而且调节直流高压电源的输出电压是通过人为调节可变电阻来实现的，无法智能控制，使得该装置的使用寿命大大缩短。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，该装置可进行过压、低压、短路和电火花的保护，智能控制该装置在稳压状态下工作。

为实现上述目的，本实用新型提供一种智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，包括数控变频调压电路、输出反馈电路、电火花侦测电路和主控芯片；所述输出反馈电路和电火花侦测电路的输入端分别与数控变频调压电路的输出端连接，所述输出反馈电路和电火花侦测电路的输出端分别与主控芯片的输入端连接，且所述主控芯片的输出端与数控变频调压电路的输入端连接。

其中，所述数控变频调压电路包括高频变压器、第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、电源芯片、调整芯片、光耦组和继电器；所述第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和电源芯片分别与高频变压器连接，所述主控芯片的输出端第一路通过光耦组与调整芯片连接，所述主控芯片的输出端第二路通过继电器与电源芯片连接；电源芯片的第二引脚和第三引脚之间连接有串联的第一电阻和第二电阻，且电源芯片的第三引脚通过第一电容接地，调整芯片的第五引脚和第六引脚均连接第二电阻的一端，调整芯片的第三引脚连接第二电阻的另一端。

其中，所述输出反馈电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一运放比较器；高频变压器的次级绕组通过串联的第三电阻、第四电阻和第五电阻后与接保护地线连接，所述第六电阻的一端连接在第三电阻与第四电阻之间，所述第六电阻的另一端通过第二电容与第一运放比较器的正极连接，所述第一运放比较器的输出端通过第七电阻与主控芯片连接。

其中，所述电火花侦测电路包括桥式整流器、第三电容、第八电阻和第二运放比较器；高频变压器的感知线圈上的交流电压依次通过桥式整流器、第三电容和第八电阻后形成电源电压，所述第三电容与第八电阻并联，所述电源电压的一端连接第二运放比较器的负极，所述电源电压的另一连接并联的第九电阻和第一二极管，所述第一二极管的正极连接第十电阻，所述第十电阻与第四电容并联后的一端连接第二运放比较器的正极，第二运放比较器的输出端通过第十一电阻与主控芯片连接。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，输出反馈电路将直流高压电信号反馈给主控芯片，主控芯片判断到该电压处于高压、低压或短路状态，数控变频调压电路进行智能数控稳压，且该数控变频调压电路对主控芯片进行光电隔离，促进主控芯片的稳定工作。另外，电火花侦测电路能及时捕捉到每次电源放电引起的波动，并将脉冲信号传输给主控芯片，由主控芯片处理并关闭高压驱动电源而形成保护电路。上述电路可实现对该装置进行过压保护、低压保护、短路保护、电弧保护及电火花保护，有效防止安全隐患的出现，且实现了该装置的智能工作。

附图说明

图1为本实用新型的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置的方框图；

图2为本实用新型的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置的原理图。

主要元件符号说明如下：

10、数控变频调压电路 11、输出反馈电路

12、电火花侦测电路 U1、主控芯片

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，包括数控变频调压电路10、输出反馈电路11、电火花侦测电路12和主控芯片U1；输出反馈电路11和电火花侦测电路12的输入端分别与数控变频调压电路10的输出端连接，输出反馈电路11和电火花侦测电路12的输出端分别与主控芯片U1的输入端连接，且主控芯片U1的输出端与数控变频调压10的输入端电路连接。

相较于现有技术的情况，本实用新型提供的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，输出反馈电路11将直流高压电信号反馈给主控芯片U1，主控芯片U1判断到该电压处于高压、低压或短路状态，数控变频调压电路10进行智能数控稳压，且该数控变频调压电路10对主控芯片U1进行光电隔离，促进主控芯片U1的稳定工作。另外，电火花侦测电路12能及时捕捉到每次电源放电引起的波动，并将脉冲信号传输给主控芯片U1，由主控芯片U1处理并关闭高压驱动电源而形成保护电路。上述电路可实现对该装置进行过压保护、低压保护、短路保护、电弧保护及电火花保护，有效防止安全隐患的出现，且实现了该装置的智能工作。

请进一步参阅图2，数控变频调压电路10包括高频变压器T、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2、电源芯片U2、调整芯片U3、光耦组和继电器K；第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2和电源芯片U2分别与高频变压器T连接，主控芯片U1的输出端第一路通过光耦组与调整芯片U3连接，主控芯片U1的输出端第二路通过继电器K与电源芯片U2连接；电源芯片U2的第二引脚和第三引脚之间连接有串联的第一电阻R1和第二电阻R2，且电源芯片U2的第三引脚通过第一电容C1接地，调整芯片U3的第五引脚和第六引脚均连接第二电阻R2的一端，调整芯片U3的第三引脚连接第二电阻R2的另一端，光耦组包括第一光耦器U4、第二光耦器U5和第三光耦器U6，三个光耦器对应通过第二十一电阻R21、第二十二电阻R22和第二十三电阻R23连接主控芯片U1。在该电路图中由第十七电阻R17、第十六电阻R16、三极管Q、第四二极管D4和第十一电容C11组成继电器第二开关吸合部，由第二二极管D2、第三二极管D3、第八电容C8、第一稳压管ZD1、第二稳压管ZD2、第九电容C9和第十电容C10组成继电器第一开关吸合部。数控变频调压电路10在工作时，工频电压220VAC整流后经电源接口CON提供310V直流电源；电源芯片U2的第二引脚和第三引脚为电源芯片U2提供高频振荡频率，第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1和第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2作为交替开关，驱动高频变压器T产生高压，主控芯片U1控制调整芯片U3以改变第二电阻R2两端并联的阻值，由此影响电源芯片U2高频振荡频率达到直流高压调压的目的。

在本实施例中，输出反馈电路11包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第一运放比较器U7；高频变压器T的次级绕组通过串联的第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5后与接保护地线连接，第六电阻R6的一端连接在第三电阻R3与第四电阻R4之间，第六电阻R6的另一端通过第二电容C2与第一运放比较器U7的正极连接，第一运放比较器U7的输出端通过第七电阻R7与主控芯片U1连接。高频变压器T的次级绕组上第五引脚和第六引脚上产生高压，经整流输出直流高压电经电阻第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5串联分压，该高压在第三电阻R3、第四电阻R4间取信号电压经第六电阻R6和第二电容C2滤波后进入第一运放比较器U7，第一运放比较器U7起电压跟随器的作用，输出电压与输入电压相同，将弱电压信号驱动能力加强，第一运放比较器U7的输出端输出电压由主控芯片U1进行分析处理。

在本实施例中，电火花侦测电路12包括桥式整流器DB、第三电容C3、第八电阻R8和第二运放比较器U8；高频变压器T的感知线圈上的交流电压依次通过桥式整流器DB、第三电容C3和第八电阻R8后形成电源电压VDD，第三电容C3与第八电阻R8并联，电源电压VDD的一端连接第二运放比较器U8的负极，电源电压VDD的另一连接并联的第九电阻R9和第一二极管D1，第一二极管D1的正极连接第十电阻R10，第十电阻R10与第四电容C4并联后的一端连接第二运放比较器U8的正极，第二运放比较器U8的输出端通过第十一电阻R11与主控芯片U1连接，第九电阻R6的另一端又通过第十二电阻R12后与接保护地线连接。当直流高压输出端产生火花时，第二运放比较器U8的第一脚产生脉冲波输入给主控芯片U1，由主控芯片U1进行分析处理。

以下结合附图2对本实用新型的原理和特征进行描述；

如图2所示，图中310V为工频电220V整流后的直流电源为高频变压器T提供电源，310V电压经第五电容、第六电容和第十三电阻后进入高频变压器T的初级绕组内。输出反馈电路11将输出直流高压电信号反馈给主控芯片U1，主控芯片U1判断高压直流输出电压是过压、低压还是短路状态；如是过压或低压状态，主控芯片U1驱动调整芯片U3对电源芯片U2的振荡频率进行数控稳压，如直流高压电输出一直为过压、低压或短路状态时，主控芯片U1将驱动继电器K断开电源芯片U2的电源，关闭高压驱动电路形成保护。第一光耦器U4、第二光耦器U5和第三光耦器U6为主控芯片U1提供光电隔离来控制调整芯片U3，以防止大电对主控芯片U1的干扰，使主控芯片U1工作更稳定。

直流高电输出为稳定状时，输出直流高压电对地或其它设备产生放电时，即电火花，电火花侦测电路12能捕捉到每次放电引起的电源波动，第二运放比较器U8输出脉冲给主控芯片U1，主控芯片U1捕捉到脉冲信号并驱动继电器K来切断电源芯片U2的电源，关闭高压驱动电路形成保护。所以，该装置有过压保护、低压保护、短路保护、电弧保护、电火花保护等多种保护功能。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，其特征在于，包括数控变频调压电路、输出反馈电路、电火花侦测电路和主控芯片；所述输出反馈电路和电火花侦测电路的输入端分别与数控变频调压电路的输出端连接，所述输出反馈电路和电火花侦测电路的输出端分别与主控芯片的输入端连接，且所述主控芯片的输出端与数控变频调压电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，其特征在于，所述数控变频调压电路包括高频变压器、第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、电源芯片、调整芯片、光耦组和继电器；所述第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管和电源芯片分别与高频变压器连接，所述主控芯片的输出端第一路通过光耦组与调整芯片连接，所述主控芯片的输出端第二路通过继电器与电源芯片连接；电源芯片的第二引脚和第三引脚之间连接有串联的第一电阻和第二电阻，且电源芯片的第三引脚通过第一电容接地，调整芯片的第五引脚和第六引脚均连接第二电阻的一端，调整芯片的第三引脚连接第二电阻的另一端。

3.根据权利要求1或2所述的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，其特征在于，所述输出反馈电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一运放比较器；高频变压器的次级绕组通过串联的第三电阻、第四电阻和第五电阻后与接保护地线连接，所述第六电阻的一端连接在第三电阻与第四电阻之间，所述第六电阻的另一端通过第二电容与第一运放比较器的正极连接，所述第一运放比较器的输出端通过第七电阻与主控芯片连接。

4.根据权利要求3所述的智能数控稳压的多功能直流高压电源装置，其特征在于，所述电火花侦测电路包括桥式整流器、第三电容、第八电阻和第二运放比较器；高频变压器的感知线圈上的交流电压依次通过桥式整流器、第三电容和第八电阻后形成电源电压，所述第三电容与第八电阻并联，所述电源电压的一端连接第二运放比较器的负极，所述电源电压的另一连接并联的第九电阻和第一二极管，所述第一二极管的正极连接第十电阻，所述第十电阻与第四电容并联后的一端连接第二运放比较器的正极，第二运放比较器的输出端通过第十一电阻与主控芯片连接。