CN212033997U - 一种高压可调升压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压可调升压装置，所述装置包括：EMC滤波电路、全桥功率转换电路、隔离变压器、输出整流滤波电路、和PWM控制电路；所述EMC滤波电路用于将所述直流输入电压端输入的直流电压进行滤波处理；所述全桥功率转换电路用于在所述PWM控制电路的驱动下，将滤波后的所述直流电压转换为高频交流电压；所述隔离变压器对所述高频交流电压进行隔离和电压变换；所述输出整流滤波电路用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出可调直流高压，提高了可调范围，满足经颅磁刺激仪设备使用要求。

Description

一种高压可调升压装置

技术领域

本实用新型涉及电源设计技术领域，特别是涉及一种高压可调升压装置。

背景技术

目前容性负载升压装置大多数是利用隔离开关电源设计，为给蓄电池供电，但是其缺点是：输出电压一定或者可调范围窄，无法满足经颅磁刺激仪设备使用要求。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种高压可调升压装置，以提高输出电压的可调范围。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高压可调升压装置，所述装置包括：

EMC滤波电路、全桥功率转换电路、隔离变压器、输出整流滤波电路、和 PWM控制电路；所述EMC滤波电路分别与直流输入电压端和所述全桥功率转换电路连接，所述全桥功率转换电路通过所述隔离变压器与所述输出整流滤波电路连接，所述PWM控制电路分别与充电控制信号端、参考电压端、充电状态信号端和所述全桥功率转换电路连接；

所述EMC滤波电路用于将所述直流输入电压端输入的直流电压进行滤波处理；所述全桥功率转换电路用于在所述PWM控制电路的驱动下，将滤波后的所述直流电压转换为高频交流电压；所述隔离变压器对所述高频交流电压进行隔离和电压变换；所述输出整流滤波电路用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出可调直流高压。

可选的，所述装置还包括：

输入采样电路、输出参数采样电路和保护电路；所述输入采样电路与所述直流输入电压端连接，所述保护电路分别与所述PWM控制电路和所述输入采样电路连接，所述输出参数采样电路分别与所述输出整流滤波电路和所述保护电路连接；

所述输入电压采样电路用于对输入端进行直流电压采样；输出参数采样电路用于对输出端进行电压、电流和功率采样；所述保护电路用于根据所述输入采样电路采集的直流电压和所述输出参数采样电路采集的电压、电流及功率进行判断是否启动保护机制。

可选的，所述装置还包括：

辅助供电电路，分别与所述PWM控制电路、所述输入采样电路、所述输出参数采样电路和所述保护电路连接，用于给所述PWM控制电路、所述输入采样电路、所述输出参数采样电路和所述保护电路供电。

可选的，所述输出参数采样电路包括输出电压采样电路、输出电流采样电路和输出功率采样电路；

所述输出电压采样电路用于采集输出端的电压；所述输出电流采样电路用于采集输出端的电流；所述输出功率采样电路用于采集输出端的功率。

可选的，所述直流输入电压端输入的直流电压为200V-400V，所述输出整流滤波电路输出的可调直流高压为100V-2000V。

可选的，所述EMC滤波电路包括：

电容C1、电容C5、电容C6、电容C7、共模电感L1、电源VIN+和保险丝 F1；所述保险丝F1的一端与直流输入电压连接，所述保险丝F1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述电容C6的一端、所述共模电感L1的第一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述电容C5的一端和所述共模电感L1的第二端连接，所述电容C5的另一端和所述电容C6的另一端均接地，所述共模电感L1的第三端分别与所述电源VIN+和所述电容C7的一端连接，所述共模电感L1的第四端和所述电容C7的另一端均接地。

可选的，所述全桥功率转换电路包括：

电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、二极管D68、二极管D69、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、电容C2、电容C81和电感L2；所述电阻R12的一端与DRVA+连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R14的一端和所述开关管Q3的栅极连接，所述电阻R14的另一端分别与DRVA-和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管 Q3的源极与所述开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q3的漏极与VIN+连接，所述电阻R13的一端与DRVB+连接，所述电阻R13的另一端分别与所述电阻 R15的一端和所述开关管Q4的栅极连接，所述电阻R15的另一端与所述开关管 Q4的源极均接地，所述开关管Q3的源极分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q5的漏极连接，所述电容C81的一端、所述电容C2的一端、所述开关管 Q6的漏极、所述二极管D68的阴极均与VIN+连接，所述电容C81的另一端和所述电容C2的另一端均接地，所述开关管Q6的栅极通过所述电阻R16与DRVC+ 连接，所述开关管Q6的栅极通过所述电阻R18与DRVC-连接，所述电感L2的一端分别与DRVC-和所述开关管Q6的源极连接，所述电感L2的另一端分别与 Ui+、所述二极管D69的阴极和所述二极管D68的阳极连接，Ui-分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R17与DRVD+连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R19接地，所述开关管Q5的源极和所述二极管D69的阳极接地。

可选的，所述输入采样电路包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻 R8、电阻R9、电阻R10、IC10A、IC10B和与门二极管D1，IC10A和IC10B的型号均为LM358；所述电阻R1的一端与VIN+连接，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R2与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端通过所述电阻 R4接地，所述电阻R3的另一端与IC10B的第三端连接，IC10B的第二端通过所述电阻R5接5V电源，IC10B的第二端通过所述电阻R6接IC10B的第一端，IC10B 的第一端与所述与门二极管D1的第二阴极连接，所述与门二极管D1的阳极与 ss端连接，所述与门二极管D1的第一阴极分别与IC10A的第一端和所述电阻 R7的一端连接，IC10A的第三端接5V电源，IC10A的第二端分别与所述电阻 R7的另一端和所述电阻R10的一端连接，IC10A的第二端通过所述电阻R11的接地，所述电阻R10的另一端依次通过所述电阻R9和所述电阻R8接VIN+。

可选的，所述输出电流采样电路包括：

电阻R134、电阻R135、电阻R136、电容C47和IC4BD；IC4BD的型号为 LM2902；所述电阻R136的一端、IC4BD的一端和所述电容C47的一端均与IOV 连接，IC4BD的第二端分别与所述电阻R136的另一端和所述电阻R134的一端连接，IC4BD的第三端分别与所述电容C47的另一端和所述电阻R135的一端连接，所述电阻R135的另一端与IO连接，所述电阻R134的另一端与REF连接。

可选的，所述保护电路包括：

热敏电阻RT2、电阻R197、电阻R108、电容C89、电容C90、稳压二极管 ZD1、稳压二极管ZD2、二极管D74和三极管Q9；所述热敏电阻RT2的一端接VDD，所述热敏电阻RT2的另一端通过所述电容C89接地，所述热敏电阻RT2 的另一端分别与所述三极管Q9的集电极和所述电阻R197的一端连接，所述电阻R197的另一端通过所述稳压二极管ZD1接地，所述电阻R197的另一端接SS1，所述三极管Q9的基极接SS1，所述三极管Q9的发射极通过所述二极管D74与所述电阻R108的一端连接，所述电阻R108的另一端分别与VDD1、所述电容 C90的一端和所述稳压二极管ZD2的一端连接，所述电容C90的另一端和所述稳压二极管ZD2的另一端接地。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供了一种高压可调升压装置，所述装置包括：EMC滤波电路、全桥功率转换电路、隔离变压器、输出整流滤波电路、和PWM控制电路；所述 EMC滤波电路用于将所述直流输入电压端输入的直流电压进行滤波处理；所述全桥功率转换电路用于在所述PWM控制电路的驱动下，将滤波后的所述直流电压转换为高频交流电压；所述隔离变压器对所述高频交流电压进行隔离和电压变换；所述输出整流滤波电路用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出可调直流高压，提高了可调范围，满足经颅磁刺激仪设备使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例高压可调升压装置总体框图；

图2为本实用新型实施例EMC滤波电路原理图；

图3为本实用新型实施例全桥功率转换电路原理图；

图4为本实用新型实施例隔离、整流滤波电路原理图；

图5为本实用新型实施例输入采样电路原理图；

图6为本实用新型实施例输出电压采样电路原理图；

图7为本实用新型实施例输出电流采样电路原理图；

图8为本实用新型实施例输出功率采样电路原理图；

图9为本实用新型实施例保护电路原理图；

其中，1、EMC滤波电路，2、全桥功率转换电路，3、隔离变压器，4、输出整流滤波电路，5、输入采样电路，6、输出参数采样电路，7、PWM控制电路， 8、保护电路，9、辅助供电电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。

本实用新型的目的是提供一种高压可调升压装置，以提高输出电压的可调范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例高压可调升压装置总体框图，如图1所示，本实用新型公开一种高压可调升压装置，所述装置包括：EMC滤波电路1、全桥功率转换电路2、隔离变压器3、输出整流滤波电路4、和PWM控制电路7；所述EMC 滤波电路1分别与直流输入电压端和所述全桥功率转换电路2连接，所述全桥功率转换电路2通过所述隔离变压器3与所述输出整流滤波电路4连接，所述PWM 控制电路7分别与充电控制信号端、参考电压端、充电状态信号端和所述全桥功率转换电路2连接。

直流输入电压端用于提供直流输入电压，所述直流输入电压为 200Vdc～400Vdc；充电控制信号端用于提供充电控制信号；参考电压端用于向所述PWM控制电路7输入参考电压；充电状态信号端用于向所述PWM控制电路 7输入充电状态信号；所述EMC滤波电路1用于将所述直流输入电压端输入的直流电压进行滤波处理；所述全桥功率转换电路2用于在所述PWM控制电路7 的驱动下，将滤波后的所述直流电压转换为高频交流电压；所述隔离变压器3对所述高频交流电压进行隔离和电压变换；所述输出整流滤波电路4用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出100V-2000V可调直流高压；所述 PWM控制电路7根据充电控制信号、参考电压和充电状态信号输出脉宽调制方波驱动全桥功率转换电路2。

具体的工作原理为：交流220V电压经过功率变换后生成200V～400V直流电压，并将直流电压输入至所述EMC滤波电路1，经过EMC滤波电路1滤波后的直流电压输入至全桥功率转换电路2，全桥功率转换电路2在PWM控制电路7 的驱动下，将滤波后的直流高压转换为高频交流电压，利用所述隔离变压器3对高频交流电压进行隔离和电压变换，利用所述输出整流滤波电路4用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出100V-2000V可调直流高压给经颅磁刺激仪内的储能电容进行充电。电容性负载的电压采样电路采集充电状态信号；上位机下发指令后，控制板将指令解析成充电控制信号和参考电压，并将充电控制信号、参考电压和充电状态信号分别通过充电控制端、参考电压端和充电状态信号端传送至PWM控制电路7，使PWM控制电路7输出相应的脉宽调制方波驱动全桥功率转换电路2，从而输出所需的可调直流高压。具体的，在PWM控制电路7中，接收到所述充电控制信号端发送的充电控制信号后，判断充电状态信号所对应的电压值是否已经达到参考电压；如果达到参考电压，则关断PWM 输出；没有达到参考电压，则控制PWM输出保持开通状态。

作为一种实施方式，本实用新型所述装置还包括：输入采样电路5、输出参数采样电路6和保护电路8；所述输入采样电路5与所述直流输入电压端连接，所述保护电路8分别与所述PWM控制电路7和所述输入采样电路5连接，所述输出参数采样电路6分别与所述输出整流滤波电路4、状态指示灯输出端和所述保护电路8连接；所述输入电压采样电路用于对输入端进行直流电压采样；输出参数采样电路6用于对输出端进行电压、电流和功率采样；所述保护电路8用于根据所述输入采样电路5采集的直流电压和所述输出参数采样电路6采集的电压、电流及功率进行判断是否启动保护机制，所述状态指示灯输出端用于显示高压可调升压装置的工作状态。

具体的，输入电压采样电路对输入端进行直流电压采样以及过、欠压输入判断；输出参数采样电路6对经过输出整流滤波的直流电压进行电压、电流和功率采样和故障判断；保护电路8接收输入采样电路5和输出参数采样电路6的输出信号，并且在保护电路8内部进行“与”操作，即所有输入信号都为高电平时，“与”操作后的电平是高电平，根据前述表明高压可调升压装置工作正常，不启动保护机制；“与”操作后电平是低电平时，表明高压可调升压装置工作异常，则启动保护机制，关断PWM控制电路7的输出信号。

作为一种实施方式，本实用新型所述输出参数采样电路6包括输出电压采样电路、输出电流采样电路和输出功率采样电路；所述输出电压采样电路用于采集输出端的电压；所述输出电流采样电路用于采集输出端的电流；所述输出功率采样电路用于采集输出端的功率。

作为一种实施方式，本实用新型所述装置还包括：辅助供电电路9，分别与所述PWM控制电路7、所述输入采样电路5、所述输出参数采样电路6和所述保护电路8连接，用于给所述PWM控制电路7、所述输入采样电路5、所述输出参数采样电路6和所述保护电路8供电。

本实用新型所述辅助供电电路9利用UC2842芯片和反激开关电源输出相应的电压分别给PWM控制电路7、输入采样电路5、输出参数采样电路6和保护电路8供电。

图2为本实用新型实施例EMC滤波电路1原理图；如图2所示，本实用新型所述EMC滤波电路1包括：电容C1、电容C5、电容C6、电容C7、共模电感L1、电源VIN+和保险丝F1；所述保险丝F1的一端与直流输入电压连接，所述保险丝F1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述电容C6的一端、所述共模电感L1的第一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述电容C5的一端和所述共模电感L1的第二端连接，所述电容C5的另一端和所述电容C6的另一端均接地，所述共模电感L1的第三端分别与所述电源VIN+和所述电容C7的一端连接，所述共模电感L1的第四端和所述电容C7的另一端均接地。

由图2可知，P1与P2之间的输入直流电压经过电容C1、C5、C6，以及共模电感L1滤波后在经过C7滤波后变成直流电压VIN+。

图3为本实用新型实施例全桥功率转换电路原理图，如图3所示，本实用新型公开所述全桥功率转换电路2包括：电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、二极管D68、二极管D69、开关管 Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、电容C2、电容C81和电感L2；所述电阻R12的一端与DRVA+连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R14的一端和所述开关管Q3的栅极连接，所述电阻R14的另一端分别与DRVA-和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管Q3的源极与所述开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q3的漏极与VIN+连接，所述电阻R13的一端与DRVB+连接，所述电阻R13的另一端分别与所述电阻R15的一端和所述开关管Q4的栅极连接，所述电阻R15的另一端与所述开关管Q4的源极均接地，所述开关管Q3的源极分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q5的漏极连接，所述电容C81的一端、所述电容C2的一端、所述开关管Q6的漏极、所述二极管D68的阴极均与VIN+连接，所述电容C81的另一端和所述电容C2的另一端均接地，所述开关管Q6 的栅极通过所述电阻R16与DRVC+连接，所述开关管Q6的栅极通过所述电阻 R18与DRVC-连接，所述电感L2的一端分别与DRVC-和所述开关管Q6的源极连接，所述电感L2的另一端分别与Ui+、所述二极管D69的阴极和所述二极管 D68的阳极连接，Ui-分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R17与DRVD+连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R19接地，所述开关管Q5的源极和所述二极管D69的阳极接地。

所述全桥功率转换电路2由4只功率MOS管(Q3、Q4、Q5、Q6)组成，通过改变栅极控制MOS管的栅极控制电压，栅极控制电压为高电平时，MOS管导通；栅极控制电压为低电平时，MOS管关断。工作时4只MOS管中同一时间只有两只导通，另外两只关断，Q3与Q5同时导通，Q4与Q6同时导通，从而将输入的经过EMC滤波的直流高压转换为高频交流电压，PWM控制电路7的输出就是栅极控制电压。

图4为本实用新型实施例隔离、整流滤波电路原理图，如图4所示，隔离变压器3初级线圈输入，全桥变换输出的高频交流电压输入至变压器初级线圈 (Ui+～Ui-)，次级线圈是8组相同的线圈。因此每一组线圈变压输出的交流电压经过由4只二极管(STTH1210)组成的整流桥整流，变换成为直流电压，而后经过LC滤波最终输出的直流高压是将每组线圈的输出电压进行串联后输出得到的。

图5为本实用新型实施例输入采样电路5原理图，如图5所示，本实用新型所述输入采样电路5包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、IC10A、IC10B和与门二极管 D1，IC10A和IC10B的型号均为LM358；所述电阻R1的一端与VIN+连接，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R2与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3 的另一端通过所述电阻R4接地，所述电阻R3的另一端与IC10B的第三端连接， IC10B的第二端通过所述电阻R5接5V电源，IC10B的第二端通过所述电阻R6 接IC10B的第一端，IC10B的第一端与所述与门二极管D1的第二阴极连接，所述与门二极管D1的阳极与ss端连接，所述与门二极管D1的第一阴极分别与 IC10A的第一端和所述电阻R7的一端连接，IC10A的第三端接5V电源，IC10A 的第二端分别与所述电阻R7的另一端和所述电阻R10的一端连接，IC10A的第二端通过所述电阻R11的接地，所述电阻R10的另一端依次通过所述电阻R9和所述电阻R8接VIN+。

所述输入采样电路5利用分压电阻对直流输入电压VIN+进行分压得到采样电压，利用高速精密的运算放大器LM358构成两个比较器电路，两个比较器的其中一路输入信号都是采样电压，而两个比较器的另一路输入信号分别是上限阈值电压(对应的直流输入为400V)和下限阈值电压(对应直流输入为200V), 采样电压同时与上限阈值电压和下限阈值电压进行比较，如果出现输入过压，或者欠压，则相应的比较器输出为低电平，否则都输出为高电平两个比较器电路的输出经过二极管A1构成的“与”门电路进行“与”操作，即两个比较器电路同时输出高电平，则SS最终输出才是高电平，否则输出是低电平，也就是一旦出现输入电压异常，输入采样电路5输出为低电平至保护电路8。

图6为本实用新型实施例输出电压采样电路原理图，如图6所示，所述输出电压采样电路与输入采样电路5的组成与工作方式相同，利用分压电阻对经过输出整流滤波后的电压进行分压得到输出采样电压，利用高速精密的运算放大器 LM2902构成两个比较器电路，两个比较器的其中一路输出信号都是采样电压，而两个比较器的另一路输入信号分别是上限阈值电压(即104.4％的图中参考电压)和下限阈值电压(即75％图中参考电压),采样电压同时与上限阈值电压和下限阈值电压进行比较，如果出现输出过压，或者欠压，则相应的比较器输出为高电平，否则都输出为低电平。两个比较器电路的输出经过“或非门”电路进行“与”操作，即两个比较器电路同时输出低电平，则最终输出才是高电平，否则输出是低电平，也就是一旦出现输出电压异常，输出电压采样电路输出为低电平。

图7为本实用新型实施例输出电流采样电路原理图，如图7所示，所述输出电流采样电路包括：电阻R134、电阻R135、电阻R136、电容C47和IC4BD； IC4BD的型号为LM2902；所述电阻R136的一端、IC4BD的一端和所述电容C47 的一端均与IOV连接，IC4BD的第二端分别与所述电阻R136的另一端和所述电阻R134的一端连接，IC4BD的第三端分别与所述电容C47的另一端和所述电阻R135的一端连接，所述电阻R135的另一端与IO连接，所述电阻R134的另一端与REF连接。

所述输出电流采样电路是利用功率采样电阻(整流滤波电路中的R192)将输出电流转换为电压IO，而后利用比较器电路，与阈值电压REF进行比较，一旦电流采样电压超过阈值电压即认定为输出过流，比较器输出IOV为低电平。

图8为本实用新型实施例输出功率采样电路原理图，如图8所示，所述输出功率采样电路通过将输出电流的采样电压IO与输出电压采样电压P-VO利用乘法器AD633进行计算，乘法器输出功率采样电压，同样利用比较器电路，与相应的阈值比较，一旦功率采样电压超过阈值电压，则认定为功率异常，比较器输出POV为低电平。几种采样电路中所用的阈值电压都是根据使用需要设定。

图9为本实用新型实施例保护电路8原理图，如图9所示，所述保护电路8 包括：热敏电阻RT2、电阻R197、电阻R108、电容C89、电容C90、稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、二极管D74和三极管Q9；所述热敏电阻RT2的一端接VDD，所述热敏电阻RT2的另一端通过所述电容C89接地，所述热敏电阻RT2 的另一端分别与所述三极管Q9的集电极和所述电阻R197的一端连接，所述电阻R197的另一端通过所述稳压二极管ZD1接地，所述电阻R197的另一端接SS1，所述三极管Q9的基极接SS1，所述三极管Q9的发射极通过所述二极管D74与所述电阻R108的一端连接，所述电阻R108的另一端分别与VDD1、所述电容 C90的一端和所述稳压二极管ZD2的一端连接，所述电容C90的另一端和所述稳压二极管ZD2的另一端接地。

所述保护电路8根据所述输入采样电路5采集的直流电压和所述输出参数采样电路6采集的电压、电流及功率在保护电路8内部进行“与”操作后产生信号 SS1，辅助供电电路9产生的VDD供电电压，VDD1为PWM控制点电路供电电压，当SS1为低电平时，既高压可调升压装置工作异常时，三极管Q9截止，VDD1 无电压，既PWM停止工作，从而使得整个高压可调升压装置处于待机状态，无输出；而当SS1为高电平时，既高压可调升压装置无异常，则PWM正常工作，从而使得整个高压可调升压装置正常工作。

本实用新型PWM控制电路7利用UC3825芯片本身固有的宽的占空比范围 (0～85％)，保证变压器输入有效电压宽输入范围，其次，隔离变压器3次级线圈采用多个线圈同时输出，并且将每个线圈输出进行串联，从而保证该产品的高电压、宽动态范围输出，输出范围：100Vdc～2000Vdc。

本实用新型升压装置经颅磁刺激仪中核心部件，经颅磁刺激仪通过瞬间大电流流过刺激线圈，从而产生瞬间的磁场，利用该磁场对人体脑部不同部位进行深度刺激，从而辅助治疗神经疾病。在经颅磁刺激仪中，升压装置实现了根据使用需要产生稳定的瞬时直流高电压，为设备中的储能电容进行瞬时间充电的功能。因此，本实用新型针对经颅磁刺激仪的使用要求，提出了本实用新型高压可调升压装置，

PWM控制电路7利用UC3825芯片本身固有的宽的占空比范围(0～85％)，保证变压器输入有效电压宽输入范围，其次，隔离变压器3次级线圈采用多个线圈同时输出，并且将每个线圈输出进行串联，从而保证该产品的高电压、宽动态范围输出，即输入电压范围DC200V～400V；输出电压可调范围DC(100V～2000V)；响应速度快，输出DC2000V的响应时间66ms；安全可靠，输入与输出间利用隔离变压器3进行隔离，输入采样电路5、输出参数采样电路6以及保护电路8中均采用高速精密运算放大器作为核心电路，能够快速精准判断故障，并且快速启动保护机制，确保产品正常工作。

本实用新型PWM控制电路7与全桥功率转换电路2之间利用隔离变压器3 进行电压转化和隔离，确保强电和弱电电路有效隔离；另外输入采样、输出参数采样电路6以及保护电路8中均采用高速精密运算放大器作为核心电路，能够快速精准判断故障，并且快速启动保护机制，确保产品正常工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种高压可调升压装置，其特征在于，所述装置包括：

EMC滤波电路、全桥功率转换电路、隔离变压器、输出整流滤波电路、和PWM控制电路；所述EMC滤波电路分别与直流输入电压端和所述全桥功率转换电路连接，所述全桥功率转换电路通过所述隔离变压器与所述输出整流滤波电路连接，所述PWM控制电路分别与充电控制信号端、参考电压端、充电状态信号端和所述全桥功率转换电路连接；

所述EMC滤波电路用于将所述直流输入电压端输入的直流电压进行滤波处理；所述全桥功率转换电路用于在所述PWM控制电路的驱动下，将滤波后的所述直流电压转换为高频交流电压；所述隔离变压器对所述高频交流电压进行隔离和电压变换；所述输出整流滤波电路用于对隔离后的高频交流电压进行整流和滤波处理，输出可调直流高压。

2.根据权利要求1所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述装置还包括：

输入采样电路、输出参数采样电路和保护电路；所述输入采样电路与所述直流输入电压端连接，所述保护电路分别与所述PWM控制电路和所述输入采样电路连接，所述输出参数采样电路分别与所述输出整流滤波电路和所述保护电路连接；

所述输入电压采样电路用于对输入端进行直流电压采样；输出参数采样电路用于对输出端进行电压、电流和功率采样；所述保护电路用于根据所述输入采样电路采集的直流电压和所述输出参数采样电路采集的电压、电流及功率进行判断是否启动保护机制。

3.根据权利要求2所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述装置还包括：

辅助供电电路，分别与所述PWM控制电路、所述输入采样电路、所述输出参数采样电路和所述保护电路连接，用于给所述PWM控制电路、所述输入采样电路、所述输出参数采样电路和所述保护电路供电。

4.根据权利要求2所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述输出参数采样电路包括输出电压采样电路、输出电流采样电路和输出功率采样电路；

所述输出电压采样电路用于采集输出端的电压；所述输出电流采样电路用于采集输出端的电流；所述输出功率采样电路用于采集输出端的功率。

5.根据权利要求1所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述直流输入电压端输入的直流电压为200V-400V，所述输出整流滤波电路输出的可调直流高压为100V-2000V。

6.根据权利要求2所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述EMC滤波电路包括：

电容C1、电容C5、电容C6、电容C7、共模电感L1、电源VIN+和保险丝F1；所述保险丝F1的一端与直流输入电压连接，所述保险丝F1的另一端分别与所述电容C1的一端、所述电容C6的一端、所述共模电感L1的第一端连接，所述电容C1的另一端分别与所述电容C5的一端和所述共模电感L1的第二端连接，所述电容C5的另一端和所述电容C6的另一端均接地，所述共模电感L1的第三端分别与所述电源VIN+和所述电容C7的一端连接，所述共模电感L1的第四端和所述电容C7的另一端均接地。

7.根据权利要求1所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述全桥功率转换电路包括：

电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、二极管D68、二极管D69、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、电容C2、电容C81和电感L2；所述电阻R12的一端与DRVA+连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R14的一端和所述开关管Q3的栅极连接，所述电阻R14的另一端分别与DRVA-和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管Q3的源极与所述开关管Q4的漏极连接，所述开关管Q3的漏极与VIN+连接，所述电阻R13的一端与DRVB+连接，所述电阻R13的另一端分别与所述电阻R15的一端和所述开关管Q4的栅极连接，所述电阻R15的另一端与所述开关管Q4的源极均接地，所述开关管Q3的源极分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q5的漏极连接，所述电容C81的一端、所述电容C2的一端、所述开关管Q6的漏极、所述二极管D68的阴极均与VIN+连接，所述电容C81的另一端和所述电容C2的另一端均接地，所述开关管Q6的栅极通过所述电阻R16与DRVC+连接，所述开关管Q6的栅极通过所述电阻R18与DRVC-连接，所述电感L2的一端分别与DRVC-和所述开关管Q6的源极连接，所述电感L2的另一端分别与Ui+、所述二极管D69的阴极和所述二极管D68的阳极连接，Ui-分别与所述开关管Q6的源极和所述开关管Q3的源极连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R17与DRVD+连接，所述开关管Q5的栅极通过所述电阻R19接地，所述开关管Q5的源极和所述二极管D69的阳极接地。

8.根据权利要求6所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述输入采样电路包括：

电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、IC10A、IC10B和与门二极管D1，IC10A和IC10B的型号均为LM358；所述电阻R1的一端与VIN+连接，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R2与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端通过所述电阻R4接地，所述电阻R3的另一端与IC10B的第三端连接，IC10B的第二端通过所述电阻R5接5V电源，IC10B的第二端通过所述电阻R6接IC10B的第一端，IC10B的第一端与所述与门二极管D1的第二阴极连接，所述与门二极管D1的阳极与ss端连接，所述与门二极管D1的第一阴极分别与IC10A的第一端和所述电阻R7的一端连接，IC10A的第三端接5V电源，IC10A的第二端分别与所述电阻R7的另一端和所述电阻R10的一端连接，IC10A的第二端通过所述电阻R11的接地，所述电阻R10的另一端依次通过所述电阻R9和所述电阻R8接VIN+。

9.根据权利要求4所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述输出电流采样电路包括：

电阻R134、电阻R135、电阻R136、电容C47和IC4BD；IC4BD的型号为LM2902；所述电阻R136的一端、IC4BD的一端和所述电容C47的一端均与IOV连接，IC4BD的第二端分别与所述电阻R136的另一端和所述电阻R134的一端连接，IC4BD的第三端分别与所述电容C47的另一端和所述电阻R135的一端连接，所述电阻R135的另一端与IO连接，所述电阻R134的另一端与REF连接。

10.根据权利要求2所述的高压可调升压装置，其特征在于，所述保护电路包括：

热敏电阻RT2、电阻R197、电阻R108、电容C89、电容C90、稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、二极管D74和三极管Q9；所述热敏电阻RT2的一端接VDD，所述热敏电阻RT2的另一端通过所述电容C89接地，所述热敏电阻RT2的另一端分别与所述三极管Q9的集电极和所述电阻R197的一端连接，所述电阻R197的另一端通过所述稳压二极管ZD1接地，所述电阻R197的另一端接SS1，所述三极管Q9的基极接SS1，所述三极管Q9的发射极通过所述二极管D74与所述电阻R108的一端连接，所述电阻R108的另一端分别与VDD1、所述电容C90的一端和所述稳压二极管ZD2的一端连接，所述电容C90的另一端和所述稳压二极管ZD2的另一端接地。

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