CN204376739U - 一种基于pwm的微型高压电源 - Google Patents

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王冠凌
江柳
董子汉
桂丽媛
李翔
高磊
陈强
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Abstract

本实用新型提供一种基于PWM的微型高压电源，其特征在于：包括：PWM集成控制电路、变压器、倍压整流滤波电路、取样反馈电路，所述PWM集成控制电路采用TL949控制芯片，PWM集成控制电路后接变压器，变压器次级与倍压整流滤波电路相连，倍压整流滤波电路输出电压连接取样反馈电路，取样反馈电路连接于PWM集成控制电路，本实用新型不仅降低了设计成本，减小了模块体积；外接电位器，而且可实现输出高压200～1000V调节，方便仪器设计的底层应用；负反馈网络使得输出电压与其控制信号间有较好的跟随性，电源模块工作稳定、纹波小；另外，实际应用时在保证分压比不变的前提下尽可能增大分压电阻的阻值可降低器件的功耗。

Description

一种基于PWM的微型高压电源
技术领域
本实用新型涉及高压电源领域，具体为一种基于PWM的微型高压电源。
背景技术
电源是向电子设备提供功率的装置，它提供系统中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响系统的工作性能和使用寿命。现今高压偏置源在各种工程应用仪器仪表中有着广泛应用，然而这一类器件往往对高压偏置源的体积、功耗以及重量有着较高的要求。因此，设计出一款体积小、功耗低且稳定性好的高压源成为必要。
目前实践中设计电源时通常用到两种技术：线性电源和开关电源。相比较而言，线性电源设计成本低、开发周期短，但是线性电源模块体积大、效率低、稳定性差，一般都只用在对功耗要求不高的场合；而开关电源具有功耗低、体积小、重量轻等优点，近些年来发展比较广泛。其中主要包括高效率的谐振开关电源和脉冲宽度调制(PWM)开关电源。前者主要用于工作环境要求比较严格的场合；而PWM被广泛应用于对温度、湿度变化以及电磁噪声干扰均不敏感的环境。
PWM开关电源在使用时具有较高的效率和灵活性，在很多方面如医疗器械、航空航天、自动化、仪器仪表、离线式等领域的便携式产品中都能发现它的踪影。适合应用于要求效率高、功耗低、稳定性强和可靠性高的场合。
如中国专利200980163054.7，此种高压源未使用变压器从而大大较小了电源的体积，但是内部只通过数对二极管电容以电路的谐振行为对电压进行放大，输出高压的范围较小且大小不易调节。
如中国专利201210247702.0，此种高压源输出电压较高且功率大，通过系统布线适当地缩小了电源的体积，但是用了多个变压器使系统变得笨重，同样输出电压大小不易调节。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于PWM的微型高压电源，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于PWM的微型高压电源，包括：PWM集成控制电路、变压器、倍压整流滤波电路、取样反馈电路，所述PWM集成控制电路采用TL949控制芯片，PWM集成控制电路后接变压器，变压器次级与倍压整流滤波电路相连，所述倍压整流滤波电路由四对滤波电容和整流二极管组成，二极管选用IN4007，其反向击穿电压1000V、反向漏电流5μA、最大正向压降1V，倍压整流滤波电路输出电压连接取样反馈电路，取样反馈电路连接于PWM集成控制电路，取样反馈电路由TL494内部误差放大器、分压电阻等组成，连接有取样电压与TL494的基准电压。
所述取样反馈电路外接电位器。
所述变压器按20:500的匝数比进行绕制，次级产生升压的感应电流。
所述PWM集成电路控制芯片TL494利用其内置振荡器产生脉冲波，工作频率其中CT为定时电容，RT为定时电阻。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型充分利用TL494的内置晶体管产生脉冲信号，降低了设计成本，减小了模块体积；外接电位器，可实现输出高压200～1000V调节，方便仪器设计的底层应用；负反馈网络使得输出电压与其控制信号间有较好的跟随性，电源模块工作稳定、纹波小；另外，实际应用时在保证分压比不变的前提下尽可能增大分压电阻的阻值可降低器件的功耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理图。
图2为本实用新型的TL949控制芯片电路图。
图3为本实用新型的倍压整流滤波电路电路图。
图4为本实用新型的取样反馈电路电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种基于PWM的微型高压电源，包括：PWM集成控制电路、变压器、倍压整流滤波电路、取样反馈电路，所述PWM集成控制电路采用TL949控制芯片，PWM集成控制电路后接变压器，变压器次级与倍压整流滤波电路相连，所述倍压整流滤波电路由四对滤波电容和整流二极管组成，二极管选用IN4007，其反向击穿电压1000V、反向漏电流5μA、最大正向压降1V，倍压整流滤波电路输出电压连接取样反馈电路，取样反馈电路连接于PWM集成控制电路，取样反馈电路由TL494内部误差放大器、分压电阻等组成，连接有取样电压与TL494的基准电压。
所述取样反馈电路外接电位器。
所述变压器按20:500的匝数比进行绕制，次级产生升压的感应电流。
所述PWM集成电路控制芯片TL494利用其内置振荡器产生脉冲波，工作频率其中CT为定时电容，RT为定时电阻。
本实用新型的工作原理为：由PWM集成电路控制芯片TL494内部的由锯齿波振荡电路、基准电压产生电路为依据产生脉冲电流，并将其输送至变压器初级线圈，变压器因此产生升压后的感应电流，再由倍压整流滤波电路进行处理最终输出高压，同时高压又经过分压取样网络后与TL494 1IN-脚输入的基准电压比较，得到的误差信号再与内部振荡器产生的锯齿波信号进行比较，调节输出脉冲信号的占空比，从而稳定变压器次级的输出电压。
本实用新型以TL494芯片为核心，充分利用了芯片的内置振荡器以及内部误差放大器，缩小了高压电源的体积，通过对PCB电路的合理布局布线设计出一个外形尺寸为5"×2.8"×1.8"的独立电源模块。又外接电位器使得输出电压在200～1000V连续可调，工作原理简单且实用性强。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于PWM的微型高压电源，其特征在于：包括：PWM集成控制电路、变压器、倍压整流滤波电路、取样反馈电路，所述PWM集成控制电路后接变压器，变压器次级与倍压整流滤波电路相连，所述倍压整流滤波电路由四对滤波电容和整流二极管组成，二极管选用IN4007，其反向击穿电压1000V、反向漏电流5μA、最大正向压降1V，倍压整流滤波电路输出电压连接取样反馈电路，取样反馈电路连接于PWM集成控制电路，取样反馈电路包括控制芯片内部误差放大器、分压电阻，连接有取样电压与控制芯片的基准电压。
2.根据权利要求1所述的一种基于PWM的微型高压电源，其特征在于：所述取样反馈电路连接有电位器。
3.根据权利要求1所述的一种基于PWM的微型高压电源，其特征在于：所述变压器的线圈按20:500的匝数比进行绕制，次级产生升压的感应电流。
4.根据权利要求1所述的一种基于PWM的微型高压电源，其特征在于：所述PWM集成控制电路的控制芯片工作频率其中CT为定时电容，RT为定时电阻。
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