CN205283402U - 一种程控高压电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种程控高压电源，包括数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口；数控电源的输出端连接DC-AC逆变电路的输入端，DC-AC逆变电路的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接反馈采样电路的输入端，反馈采样电路的输出端连接MCU微处理器的输入端，MCU微处理器的输出端连接数控电源的输入端，且MCU微处理器与接口双向通信连接。本实用新型设置数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口，提高测试精度，且在测试过程中能够防止对数控电源的干扰，达到较好的整流滤波效果，结构简单，降低了测试成本，提高了测试效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术，特别是涉及一种程控高压电源。
背景技术
高压电源，又名高压发生器，英文：Highvoltagepowersupply,一般是指输出电压在五千伏特以上的电源，一般高压电源的输出电压可达几万伏，甚至高达几十万伏特或更高。我们通常所说的高压电源，一般泛指直流高压电源，直流高压电源又有线性调整高压电源和开关型调整高压电源两种。其技术发展方向主要有两个，一是提高电源功率，即高电压、高电流；二是缩小电源体积，即高电压，小体积,缩小电源的体积主要是提高电源的开关频率。高功率电源，往往体积较大，而小体积电源，往往电流较小，功率较低。除此之外，高转换效率，高负载，高精度，低纹波，也是高压电源设计者的研究方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种程控高压电源，方便控制，且测试精度高。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种程控高压电源，包括数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口；数控电源的输出端连接DC-AC逆变电路的输入端，DC-AC逆变电路的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接反馈采样电路的输入端，反馈采样电路的输出端连接MCU微处理器的输入端，MCU微处理器的输出端连接数控电源的输入端，且MCU微处理器与接口双向通信连接。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述MCU微处理器由单片机STC89C51RD组成。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述数控电源由依次相互连接的DAC转换器、运放电路和功率三极管组成。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述DAC转换器由AD5790芯片组成，为20位电压输出型的DAC转换器。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述运放电路由OP177芯片组成。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述功率三极管由2SD1062芯片组成。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述DC-AC逆变电路包括依次相互连接的输入电感L1、基极电阻R7、谐振电容C12、2个三极管2SD1864和三绕组变压器T1。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述采样反馈电路由依次相互连接的采样电阻、运放电路和ADC组成。
作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述接口为UART异步串口和RS485接口。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设置数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口，提高测试精度，且在测试过程中能够防止对数控电源的干扰，达到较好的整流滤波效果，结构简单，降低了测试成本，提高了测试效率。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的DC-AC逆变电路的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种程控高压电源，精度高，结构简单，成本低。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本实用新型的技术特征及优点进行更深入的诠释。
本实用新型的整体结构示意图如图1所示，一种程控高压电源，包括数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口；数控电源的输出端连接DC-AC逆变电路的输入端，DC-AC逆变电路的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接反馈采样电路的输入端，反馈采样电路的输出端连接MCU微处理器的输入端，MCU微处理器的输出端连接数控电源的输入端，且MCU微处理器与接口双向通信连接。
本实用新型所述MCU微处理器由单片机STC89C51RD组成。与现有技术不同的是，本实用新型MCU使用STC的单片机STC89C51RD，主要是负责系统的控制，接收外部通信接口的指令，实现高压的输出，控制DAC进而控制高压的幅度，同时控制ADC实现高压输出幅度的反馈监测。
为了达到较好的测试精度，本实用新型所述数控电源由依次相互连接的DAC转换器、运放电路和功率三极管组成。DAC转换器选用AD5790，该DAC转换器为20位电压输出型的DAC转换器，运放电路为OP177，功率三极管为2SD1062。本实用新型所述的数控电源模块能输出0～10V，分辨率为0.01mV的直流电压。
本实用新型的DC-AC逆变电路的电路原理图如图2所示，本实用新型所述DC-AC逆变电路包括依次相互连接的输入电感L1、基极电阻R7、谐振电容C12、2个三极管2SD1864和三绕组变压器T1。DC-AC逆变电路采用的是自激推挽式逆变升压电路（也叫Royer振荡电路）。该电路能根据输入电压大小，输出频率固定、电压峰峰值与输入电压大小成比例交流信号。如图2所示，由输入电感L1、基极电阻R7、谐振电容C12、2个三极管2SD1864和三绕组变压器T1组成。
DC-AC逆变电路工作原理如下：数控电源送来的可控电压信号由电感L1进入。L1为变压器T1的中心抽头提供一个高交流输入阻抗，能防止本电路对数控电压源的干扰；R7大小为200Ω，给Q7、Q8供基极直流偏置，最大可提供21.5mA的基极电流，即Q7、Q8集电极和变压器初级最大电流为2.15A。初级绕组与次级绕组的变比是1：400，即输入电压最大为5V时，初级产生峰峰值为5V的自激振荡信号，次级绕组（高压输出端）峰峰值为2000V的交流高压。
整流滤波电路使用半波整流和倍压整流相结合的方式。如果设置输出高压低于300V时使用半波整流；大于300V时使用倍压整流，最大输出电压为1700V。
本实用新型所述采样反馈电路由依次相互连接的采样电阻、运放电路和ADC组成，负责采样输出的高压，并完成AD转换给MCU使用。选用2个5.1M和一个30K电阻串联，为了保证精度，这几个电阻都是万分之一精度，温漂小于5ppm。运放选用OP177，ADC选用AD7780，这个是24位的ADC。对于0～10V的采样，具有0.001mV的分辨率，能满足系统的需求。
另外，本实用新型所述接口为UART异步串口和RS485接口，主要用于外部对电源的控制。
通过以上实施例中的技术方案对本实用新型进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种程控高压电源，其特征在于：包括数控电源、DC-AC逆变电路、整流滤波电路、反馈采样电路、MCU微处理器及接口；数控电源的输出端连接DC-AC逆变电路的输入端，DC-AC逆变电路的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接反馈采样电路的输入端，反馈采样电路的输出端连接MCU微处理器的输入端，MCU微处理器的输出端连接数控电源的输入端，且MCU微处理器与接口双向通信连接。
2.根据权利要求1所述的程控高压电源，其特征在于：所述MCU微处理器由单片机STC89C51RD组成。
3.根据权利要求1所述的程控高压电源，其特征在于：所述数控电源由依次相互连接的DAC转换器、运放电路和功率三极管组成。
4.根据权利要求3所述的程控高压电源，其特征在于：所述DAC转换器由AD5790芯片组成。
5.根据权利要求3所述的程控高压电源，其特征在于：所述运放电路由OP177芯片组成。
6.根据权利要求3所述的程控高压电源，其特征在于：所述功率三极管由2SD1062芯片组成。
7.根据权利要求1所述的程控高压电源，其特征在于：所述DC-AC逆变电路包括依次相互连接的输入电感L1、基极电阻R7、谐振电容C12、2个三极管2SD1864和三绕组变压器T1。
8.根据权利要求1所述的程控高压电源，其特征在于：所述采样反馈电路由依次相互连接的采样电阻、运放电路和ADC组成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的程控高压电源，其特征在于：所述接口为UART异步串口和RS485接口。
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