CN210041665U - 一种智能直流高压电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能直流高压电源，包括交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路、倍压整流电路、采样电路、驱动电路以及控制电路。交流电经交流输入电路接入后，由整流滤波电路整流成直流电，直流电被逆变电路逆变成交流电后，被高频升压电路和倍压整流电路两次升压，输出高频直流电压。采样电路采集倍压整流电路输出的高频直流电压，输出一路电压反馈信号给控制电路，一路电流反馈信号至监测端；控制电路根据电压反馈信号通过驱动电路控制逆变电路，并进行放电保护。可见本实用新型利用输出电压反馈信号和电流反馈信号，进行放电保护、输出电压和电流监测，使电源运行性能可靠稳定。

Description

一种智能直流高压电源

技术领域

本实用新型涉及直流电源技术领域，尤其涉及一种智能直流高压电源。

背景技术

直流高压电源是静电过滤器的核心部件，此部件的性能直接影响了静电过滤器的特性。目前，直流高压电源在市场上应用越来越广泛，与之配套的直流高压电源形式也多种多样。但是，现有直流高压电源有些放电保护不到位，有些放电保护容易发生误操作的情况；同时，现有直流高压电源不具备输出电压和电流的监控功能。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能直流高压电源，该电源利用输出电压反馈信号和电流反馈信号，进行可靠有效的放电保护、输出电压和电流监测，使电源运行性能可靠稳定。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种智能直流高压电源，包括交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路以及倍压整流电路，所述交流输入电路接入交流电，该交流电经过所述整流滤波电路、所述逆变电路、所述高频变压电路以及所述倍压整流电路后输出高频直流电压；还包括控制电路以及分别与所述控制电路电连接的采样电路和驱动电路，所述控制电路包括计数器；所述采样电路的输入端与所述倍压整流电路的负极输出端电连接，所述采样电路采集所述倍压整流电路输出的电压信号，并根据采集的电压信号输出一路电压反馈信号给所述控制电路，输出一路电流反馈信号至监测端，所述监测端外接监测设备；所述驱动电路的输出端与所述逆变电路电连接；所述控制电路根据所述采样电路传输的电压反馈信号，输出PWM脉冲信号给所述驱动电路，所述驱动电路根据所述PWM脉冲信号控制所述逆变电路导通和断开；且所述控制电路比较电压反馈信号与预设定的放电信号是否相同，相同时控制所述计数器累加，当所述计数器计数与预设定次数相同时，所述计数器传输电信号给所述控制电路，所述控制电路通过所述驱动电路控制所述逆变电路断开，实现放电保护。

优选方式为，还包括用于220V交流电或110V交流电输入切换的切换开关，所述切换开关与所述交流输入电路电连接。

优选方式为，还包括用于显示运行状态的信号灯，所述信号灯与所述控制电路电连接。

优选方式为，还包括分别与所述交流输入电路和所述控制电路电连接的电源转换电路，所述电源转换电路将输入的交流电转换成所述控制电路的工作电压。

优选方式为，所述倍压整流电路包括变压器；变压器的初级线圈侧串接有可调电阻，通过调整可调电阻的阻值，调整所述倍压整流电路输出的高频直流电压；变压器的次级线圈侧设有根据放大倍数选定的多个电容和多个二极管。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的智能直流高压电源，包括交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路、倍压整流电路、与倍压整流电路电连接的采样电路、与逆变电路电连接的驱动电路、以及分别与驱动电路和采样电路电连接的控制电路。交流电经交流输入电路接入后，由整流滤波电路整流成直流电，该直流电由逆变电路逆变成交流电后，被高频升压电路和倍压整流电路两次升压后，输出高频直流电压。同时，采样电路采集倍压整流电路输出的高频直流电压，并输出一路电压反馈信号给控制电路，使控制电路根据该电压反馈信号输出对应的电信号给驱动电路，由驱动电路控制逆变电路，一方面调整输出恒定的高频直流电压，一方面进行放电保护；采样电路还输出一路电流反馈信号至监测端，该监测端可外接监测设备，从而监测输出电压和电流。可见,本实用新型的智能直流高压电源,利用输出电压反馈信号和电流反馈信号，进行放电保护、输出电压和电流监测，使电源运行性能可靠稳定。

由于还包括用于220V交流电或110V交流电输入切换的切换开关，该切换开关与交流输入电路电连接，此结构使本智能直流高压电源具有双电源输入。

由于倍压整流电路包括变压器；变压器的初级线圈侧串接有可调电阻，通过调整可调电阻的阻值，调整所述倍压整流电路输出的高频直流电压；变压器的次级线圈侧设有根据放大倍数选定的多个电容和多个二极管；此结构使本智能直流高压电源输出电压可调。

附图说明

图1是本实用新型智能直流高压电源的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种智能直流高压电源，包括交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路以及倍压整流电路，交流输入电路接入交流电，该交流电经过整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路以及倍压整流电路后输出高频直流电压；还包括控制电路以及分别与控制电路电连接的采样电路和驱动电路，控制电路包括计数器；采样电路的输入端与倍压整流电路的负极输出端电连接，采样电路采集倍压整流电路输出的电压信号，并根据采集的电压信号输出一路电压反馈信号给控制电路，电压反馈信号为3.3VDC～5.1VDC，对应8kV～12kV，输出一路电流反馈信号至监测端，监测端外接监测设备，此监测端输出的电压为0VDC～5.1VDC，对应电流为0mA～4.17mA；驱动电路的输出端与逆变电路电连接；控制电路根据采样电路传输的电压反馈信号，输出PWM脉冲信号给驱动电路，驱动电路根据PWM脉冲信号控制逆变电路导通和断开；且控制电路比较电压反馈信号与预设定的放电信号是否相同，相同时控制计数器累加，当计数器计数与预设定次数相同时，计数器传输电信号给控制电路，控制电路通过驱动电路控制逆变电路断开，实现放电保护。

本实施例的智能直流高压电源还包括：

用于220V交流电或110V交流电输入切换的切换开关，切换开关与交流输入电路电连接，此结构使智能直流高压电源具有双电源输入，可手动操作切换开关进行输入切换；切换开关可使用但不限于单刀双掷开关。

用于显示运行状态的信号灯，信号灯与控制电路电连接；信号灯为LED灯，当本智能直流高压电源运行出现故障时，控制电路将LED灯点亮。

分别与交流输入电路和控制电路电连接的电源转换电路，电源转换电路将输入的交流电转换成控制电路的工作电压，此电源转换电路用于将交流电转换成12V、9V和/或5V电压，为控制电路、采样电路、驱动电路提供工作电压。

并且倍压整流电路包括变压器；变压器的初级线圈侧串接有可调电阻，通过调整可调电阻的阻值，调整倍压整流电路输出的高频直流电压；变压器的次级线圈侧设有根据放大倍数选定的多个电容和多个二极管，通过手动调整可调电阻的阻值，来调整本智能直流高压电源的输出电压，本例中输出电压范围为8kV～12kV。

如图1所示，本实用新型的智能直流高压电源工作原理如下：

操作切换开关，使220V或110交流电接入交流输入电路，该交流电分别输入电源转换电路和滤波整流电路，交流电被电源转换电路转换成工作电压，为采样电路、驱动电路和控制电路供电。本例中滤波整流电路的滤波电路对高频干扰信号和电子噪声有较大的阻碍作用，对输入的交流220V或110V经过滤波电路后，滤除掉电网中的杂波，削弱电磁辐射。滤波整流电路的整流电路采用桥式整流器，整流桥的型号为DB107,是一款超博插件整流桥；即交流电经过滤波整流电路后输出稳定的高频直流电给逆变电路。本例中逆变电路包括BT15100R可控硅，逆变电路将输入的高频直流电转换成高频交流电，该高频直流电输入高频变压电路，由高频变压电路升压后输入倍压整流电路，最后由倍压整流电路升压后将高频直流电压传输至负载。

同时，采样电路通过倍压整流电路的负极输出端采集本智能直流高压电源的输出电压，并根据采集的电压输出一路电压反馈信号给控制电路，本例中控制电路包括PIC12F508单片机和PWM脉冲输出电路，此PIC12F508单片机内置计数器。当PIC12F508单片机接收到电压反馈信号后，控制PWM脉冲输出电路输出对应占空比的PWM脉冲信号给驱动电路，使驱动电路根据PWM脉冲信号调整逆变电路，使输出的电压恒定；此功能为现有技术，在此不再详细描述。接收到电压反馈信号后，PIC12F508单片机还将其与预设定的放电信号进行比较，当二者相同时，表明此时智能直流高压电源处于放电状态，PIC12F508单片机控制内置的计数器加1，然后再判断计数器计数是否与预设定次数相同，如果相同，表明此放电状态不是误操作，此时PIC12F508单片机传输对应的电信号给PWM脉冲输出电路，PWM脉冲输出电路通过驱动电路控制逆变电路断开，切断电源，实现放电保护；当计数器计数与预设定次数不同时，无需断开逆变电路，从而避免误判断的情况发生。本实用新型中采样电路还根据采集的电压输出一路电流反馈信号至监测端，该监测端外接检测设备，使本智能直流高压电源输出的电压和电流得到监视，提高了运行的稳定性。

上述采样电路为现有技术，在此不再详细描述。本例中采样电路可利用变压器接入倍压整流电路负极输出的电压，由变压器降压后输入LM358运算放大器中，由LM358运算放大器输出两路反馈信号。

上述驱动电路采用IR2153S半桥芯片,IR2153S是一种高压，高速，带有高低端驱动的半桥驱动器,由IR2153S半桥芯片控制逆变电路的导通和断开。

另外，上述交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路以及倍压整流电路均为现有技术，在此不再详细描述。

以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种智能直流高压电源结构的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能直流高压电源，包括交流输入电路、整流滤波电路、逆变电路、高频变压电路以及倍压整流电路，所述交流输入电路接入交流电，该交流电经过所述整流滤波电路、所述逆变电路、所述高频变压电路以及所述倍压整流电路后输出高频直流电压；

其特征在于,还包括控制电路以及分别与所述控制电路电连接的采样电路和驱动电路，所述控制电路包括计数器；

所述采样电路的输入端与所述倍压整流电路的负极输出端电连接，所述采样电路采集所述倍压整流电路输出的电压信号，并根据采集的电压信号输出一路电压反馈信号给所述控制电路，输出一路电流反馈信号至监测端，所述监测端外接监测设备；

所述驱动电路的输出端与所述逆变电路电连接；

所述控制电路根据所述采样电路传输的电压反馈信号，输出PWM脉冲信号给所述驱动电路，所述驱动电路根据所述PWM脉冲信号控制所述逆变电路导通和断开；且所述控制电路比较电压反馈信号与预设定的放电信号是否相同，相同时控制所述计数器累加，当所述计数器计数与预设定次数相同时，所述计数器传输电信号给所述控制电路，所述控制电路通过所述驱动电路控制所述逆变电路断开，实现放电保护。

2.根据权利要求1所述的智能直流高压电源，其特征在于，还包括用于220V交流电或110V交流电输入切换的切换开关，所述切换开关与所述交流输入电路电连接。

3.根据权利要求1所述的智能直流高压电源，其特征在于，还包括用于显示运行状态的信号灯，所述信号灯与所述控制电路电连接。

4.根据权利要求1所述的智能直流高压电源，其特征在于，还包括分别与所述交流输入电路和所述控制电路电连接的电源转换电路，所述电源转换电路将输入的交流电转换成所述控制电路的工作电压。

5.根据权利要求1所述的智能直流高压电源，其特征在于，所述倍压整流电路包括变压器；

变压器的初级线圈侧串接有可调电阻，通过调整可调电阻的阻值，调整所述倍压整流电路输出的高频直流电压；

变压器的次级线圈侧设有根据放大倍数选定的多个电容和多个二极管。