CN206658157U - 一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，包括输入电源稳压电路、调压电路、PWM控制电路、倍压整流高压滤波电路和分压反馈电路；所述输入电源稳压电路和调压电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述PWM控制电路的输出与倍压整流高压滤波电路的输入连接，所述倍压整流高压滤波电路的输出与分压反馈电路的输入连接，所述分压反馈电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述倍压整流滤波电路的输出端输出高压输出HV‑OUT，所述分压反馈电路的输出端输出反馈电压。该电源能够输出稳定可调的电压0～30.0KV，有电压输出反馈，且体积较小(实际体积仅为11cm*9cm*5cm)、操作方便。

Description

一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源

技术领域

本实用新型属于特种电源技术领域，涉及一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源装置，主要用于电力、电子、生物工程、科研、通讯等行业和领域。

背景技术

目前获得直流高压的技术方案有：采用工频变压器升压，整流输出直流；中频发电机输出中频电压并经中频变压器升压整流输出直流；高频振荡开关电路进行直流——交流逆变、升压，再整流输出直流。在这三种基本方案中，采用高频振荡开关电路方案的高压电源重量轻、体积小、效率高，可通过对高频脉冲调频、调宽、调幅实现输出电压高低和电流大小的调整，最适合用于小功率电源的制作。但随着各种仪器仪表设备的小型化，市场对高压电源的体积和电性能的要求越来越高。目前对能够同时满足体积小、电压稳定可调且有输出电压反馈的的高压电源，鲜有相关文献报道。因此，设计出一种体积较小且又电性能优良的高压电源显得尤为迫切，寻求设计一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源具有广泛的应用前景和研究价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种输出可调带有电压反馈的新型小型正输出高压电源。该电源能够输出稳定可调的电压0～30.0KV，有电压输出反馈，且体积较小(实际体积仅为11cm*9cm*5cm)、操作方便、安全可靠，为高压电源在小型仪器仪表设备或装置中的实际应用打下良好的基础。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，包括输入电源稳压电路、调压电路、PWM控制电路(PWM:Pulse Width Modulation，即脉冲宽度变调控制电路)、倍压整流高压滤波电路和分压反馈电路；所述输入电源稳压电路和调压电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述PWM控制电路的输出与倍压整流高压滤波电路的输入连接，所述倍压整流高压滤波电路的输出与分压反馈电路的输入连接，所述分压反馈电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述倍压整流滤波电路的输出端输出高压输出HV-OUT，所述分压反馈电路的输出端输出反馈电压。

进一步的，所述的输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源的供电输入端的输入电压为DC 12V或DC 24V。

进一步的，所述的倍压整流高压滤波电路包括倍压电路和滤波电路。

进一步的，所述倍压电路中，供电输入端接电感L1，L1另一端串联电阻R8后接入到高频变压器T1输入端一端，PWM控制电路输出的控制信号接MOS管Q2的G端，MOS管Q2的D端接保护二极管D9负端后接入高频变压器T1输入端另一端，MOS管S端接保护二极管D9正端后接输入地GND，在高频变压器T1输出端一端接输入地GND，高压二极管D1正端接输入地GND，D1负端接高压二极管D2正端，高压二极管D2负端接高压二极管D3正端，高压二极管D3负端接高压二极管D4正端，高压二极管D4负端接高压二极管D5正端，高压二极管D5负端接高压二极管D6正端，高压二极管D6负端接高压二极管D7正端，高压二极管D7负端接高压二极管D8正端，高频变压器T1输出端的另一端接高压电容C1的一端，高压电容C1的另一端和高压二极管D1负端连接，高压电容C2的一端连接高压二极管D1正端，高压电容C2的另一端连接高压二极管D2负端，高压电容C3的一端连接高压二极管D2正端，高压电容C3的另一端连接高压二极管D3负端，高压电容C4的一端连接高压二极管D3正端，高压电容C4的另一端连接高压二极管D4负端，高压电容C5的一端连接高压二极管D4正端，高压电容C5的另一端连接高压二极管D5负端，高压电容C6的一端连接高压二极管D5正端，高压电容C6的另一端连接高压二极管D6负端，高压电容C7的一端连接高压二极管D6正端，高压电容C7的另一端连接高压二极管D7负端，高压电容C8的一端连接高压二极管D7正端，高压电容C8的另一端连接高压二极管D8负端和限流电阻R7，限流电阻R7的另一端接高压输出HV-OUT。

进一步的，所述的滤波电路中，高压电容C9的一端接高压二极管D8负端，高压电容C9的一端连接电阻R9，电阻R9的另一端接输入地GND。

进一步的，所述的分压反馈电路中，电阻R1,R2,R3,R4,R5串联后，R1接高压二极管D8负端，电阻R5接输入地GND，电阻R8一端接电阻R4和R5节点，另一端接运算放大器U2A的第3脚，运算放大器U2A的第4脚接输入地GND，运算放大器U2A的1脚和2脚相连后输出到电压反馈输出FB端。

所述输入电源稳压电路的功能是将输入直流电压稳压后提供给PWM控制电路作为电源。所述调压电路功能是根据调压电位器或数模转换DAC提供的电压基准经处理后提供给PWM控制电路。所述PWM控制电路的功能是根据调压电路提供的电压基准，同时根据分压反馈电路提供的输出分压值，来精准控制倍压电路的高频变压器T1的震荡占空比，达到精准输出预置高压的功能。所述倍压电路用于将高频变压器T1输出的电压整流、倍压后达到输出的预置高压。高频变压器T1的输出电压，经过二极管的单向导通特性和电容的滤波特性，最终在输出端HV-OUT产生高压，MOS管Q2和二极管D9组成了高频变压器T1的驱动电路，由PWM控制电路提供控制信号；所述滤波电路保证了输出电压的低纹波系数。所述分压反馈电路分压成低电压后信号经运算放大器U2A运放转换后输出反馈电压，该反馈电压一方面提供给PWM控制电路作为电压反馈的参比电压，另一方面该反馈电压作为判断电压输出大小的依据。

进一步的，所述的输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源的正直流高压输出端与接地端仪器使用，可以输出0～30.0KV的正直流高压。

本实用新型的有益效果：提供了一种输出可调带有电压反馈的新型小型正输出高压电源。该电源能够输出稳定可调的电压，有电压输出反馈，且体积较小、操作方便、安全可靠，为高压电源在小型仪器仪表设备或装置中的实际应用打下良好的基础。该设备采取闭环调节电压输出，精度高，电压稳定，具有输入调节接口，可使用调压电位器或数模转换DAC控制；带有输出电压反馈，能实时监测电压的输出情况；由该电路模式组装的高压电源体积较小，操作方便，安全可靠。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的电路连接框图；

图2为本实用新型的倍压整流高压滤波电路及分压反馈电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2所示，一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，包括输入电源稳压电路、调压电路、PWM控制电路(PWM:Pulse Width Modulation，即脉冲宽度变调控制电路)、倍压整流高压滤波电路和分压反馈电路；所述输入电源稳压电路和调压电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述PWM控制电路的输出与倍压整流高压滤波电路的输入连接，所述倍压整流高压滤波电路的输出与分压反馈电路的输入连接，所述分压反馈电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述倍压整流滤波电路的输出端输出高压输出HV-OUT，所述分压反馈电路的输出端输出反馈电压。所述的输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源的供电输入端的输入电压为DC 12V或DC 24V。所述的倍压整流高压滤波电路包括倍压电路和滤波电路。

如图2所示，所述倍压电路中，供电输入端接电感L1，L1另一端串联电阻R8后接入到高频变压器T1输入端一端，PWM控制电路输出的控制信号接MOS管Q2的G端，MOS管Q2的D端接保护二极管D9负端后接入高频变压器T1输入端另一端，MOS管S端接保护二极管D9正端后接输入地GND，在高频变压器T1输出端一端接输入地GND，高压二极管D1正端接输入地GND，D1负端接高压二极管D2正端，高压二极管D2负端接高压二极管D3正端，高压二极管D3负端接高压二极管D4正端，高压二极管D4负端接高压二极管D5正端，高压二极管D5负端接高压二极管D6正端，高压二极管D6负端接高压二极管D7正端，高压二极管D7负端接高压二极管D8正端，高频变压器T1输出端的另一端接高压电容C1的一端，高压电容C1的另一端和高压二极管D1负端连接，高压电容C2的一端连接高压二极管D1正端，高压电容C2的另一端连接高压二极管D2负端，高压电容C3的一端连接高压二极管D2正端，高压电容C3的另一端连接高压二极管D3负端，高压电容C4的一端连接高压二极管D3正端，高压电容C4的另一端连接高压二极管D4负端，高压电容C5的一端连接高压二极管D4正端，高压电容C5的另一端连接高压二极管D5负端，高压电容C6的一端连接高压二极管D5正端，高压电容C6的另一端连接高压二极管D6负端，高压电容C7的一端连接高压二极管D6正端，高压电容C7的另一端连接高压二极管D7负端，高压电容C8的一端连接高压二极管D7正端，高压电容C8的另一端连接高压二极管D8负端和限流电阻R7，限流电阻R7的另一端接高压输出HV-OUT。所述的滤波电路中，高压电容C9的一端接高压二极管D8负端，高压电容C9的一端连接电阻R9，电阻R9的另一端接输入地GND。所述的分压反馈电路中，电阻R1,R2,R3,R4,R5串联后，R1接高压二极管D8负端，电阻R5接输入地GND，电阻R8一端接电阻R4和R5节点，另一端接运算放大器U2A的第3脚，运算放大器U2A的第4脚接输入地GND，运算放大器U2A的1脚和2脚相连后到电压反馈输出FB端输出反馈电压。该高压电源的正直流高压输出端与接地端仪器使用，可以输出0～30.0KV的正直流高压，设备实际尺寸为110mm*90mm*50mm。

工作原理：

高压电源的供电输入端输入+12V/24V直流电压由高频变压器T1，电感L1，电阻R8，MOS管Q2，二极管D9组成自激震荡电路，在高频变压器T1次级产生振荡电压，经过由C1-C8和D1-D8组成的多级倍压整流电路产生高压，高压经过R6，C9整流并且通过电阻R7限流后输出到HV-OUT。

R1-R5组成分压反馈电路，反馈电压经过电阻R8和运算放大器U2A处理后输出到电压反馈输出FB端。反馈电压用于判断高压电源的输出情况，通过控制MOS管Q2的通断来精准输出高压。

本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (7)

1.一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，包括输入电源稳压电路、调压电路、PWM控制电路、倍压整流高压滤波电路和分压反馈电路；所述输入电源稳压电路和调压电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述PWM控制电路的输出与倍压整流高压滤波电路的输入连接，所述倍压整流高压滤波电路的输出与分压反馈电路的输入连接，所述分压反馈电路的输出与PWM控制电路的输入连接，所述倍压整流滤波电路的输出端输出高压输出HV-OUT，所述分压反馈电路的输出端输出反馈电压。

2.如权利要求1所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述的输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源的供电输入端的输入电压为DC12V或DC 24V。

3.如权利要求1所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述的倍压整流高压滤波电路包括倍压电路和滤波电路。

4.如权利要求3所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述倍压电路中，供电输入端接电感L1，L1另一端串联电阻R8后接入到高频变压器T1输入端一端，PWM控制电路输出的控制信号接MOS管Q2的G端，MOS管Q2的D端接保护二极管D9负端后接入高频变压器T1输入端另一端，MOS管S端接保护二极管D9正端后接输入地GND，在高频变压器T1输出端一端接输入地GND，高压二极管D1正端接输入地GND，D1负端接高压二极管D2正端，高压二极管D2负端接高压二极管D3正端，高压二极管D3负端接高压二极管D4正端，高压二极管D4负端接高压二极管D5正端，高压二极管D5负端接高压二极管D6正端，高压二极管D6负端接高压二极管D7正端，高压二极管D7负端接高压二极管D8正端，高频变压器T1输出端的另一端接高压电容C1的一端，高压电容C1的另一端和高压二极管D1负端连接，高压电容C2的一端连接高压二极管D1正端，高压电容C2的另一端连接高压二极管D2负端，高压电容C3的一端连接高压二极管D2正端，高压电容C3的另一端连接高压二极管D3负端，高压电容C4的一端连接高压二极管D3正端，高压电容C4的另一端连接高压二极管D4负端，高压电容C5的一端连接高压二极管D4正端，高压电容C5的另一端连接高压二极管D5负端，高压电容C6的一端连接高压二极管D5正端，高压电容C6的另一端连接高压二极管D6负端，高压电容C7的一端连接高压二极管D6正端，高压电容C7的另一端连接高压二极管D7负端，高压电容C8的一端连接高压二极管D7正端，高压电容C8的另一端连接高压二极管D8负端和限流电阻R7，限流电阻R7的另一端接高压输出HV-OUT。

5.如权利要求3所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述的滤波电路中，高压电容C9的一端接高压二极管D8负端，高压电容C9的一端连接电阻R9，电阻R9的另一端接输入地GND。

6.如权利要求1所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述的分压反馈电路中，电阻R1,R2,R3,R4,R5串联后，R1接高压二极管D8负端，电阻R5接输入地GND，电阻R8一端接电阻R4和R5节点，另一端接运算放大器U2A的第3脚，运算放大器U2A的第4脚接输入地GND，运算放大器U2A的1脚和2脚相连后输出到电压反馈输出FB端。

7.如权利要求1所述的一种输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源，其特征在于，所述的输出可调带有电压反馈的小型正输出高压电源的正直流高压输出端与接地端仪器使用，可以输出0～30.0KV的正直流高压。