專利名稱：高頻高壓發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高頻高壓發(fā)生器，尤其是一種應(yīng)用于大功率X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，目前用于X射線儀之類高壓設(shè)備的高壓發(fā)生器通常采用工頻高壓發(fā)生器。它主要使用可控硅控制220V或380V電源導(dǎo)通角，通過(guò)工頻高壓變壓器后，再進(jìn)行二級(jí)倍壓，得到高壓輸出。這類現(xiàn)有高壓發(fā)生器對(duì)倍壓電路元器件的耐壓性能要求高，因此制造成本不經(jīng)濟(jì)，此外效率不高、穩(wěn)定性不理想，并且體積大、重量重。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?1229763、申請(qǐng)日為2001年07月06日的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種高頻高壓發(fā)生器，包括與電源開關(guān)相連的調(diào)壓器和高壓變壓器，一點(diǎn)火開關(guān)通過(guò)保護(hù)電阻與該高壓變壓器的次級(jí)端相連，并通過(guò)電容器與一感應(yīng)變壓器的初級(jí)端連，用諧振原理產(chǎn)生1000kV、50kHz～120kHz的瞬間高頻高壓。該高頻高壓發(fā)生器適用于打火、點(diǎn)火等裝置，對(duì)需要大功率、高穩(wěn)定高頻高壓電源的X射線衍射儀并不適用。高頻高壓電源在醫(yī)用X射線透視儀上已有使用，但其采用的高頻高壓電源對(duì)穩(wěn)定性要求不高，并且功率小，電流電壓不可調(diào)，不適合X射線衍射儀對(duì)高壓的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種對(duì)元器件要求低、制造成本經(jīng)濟(jì)、適用于X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的高頻高壓發(fā)生器包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路，所述整流濾波電路的輸入端接供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端，所述功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端，所述功率放大電路的輸出端接高壓發(fā)生電路，所述高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，所述雙高壓變壓器的初級(jí)并聯(lián)，次級(jí)串聯(lián)，接二級(jí)以上的并行倍壓?jiǎn)卧?，所述并行倍壓?jiǎn)卧袃韶?fù)極相對(duì)連接的二極管和兩正極相對(duì)連接的二極管，所述兩負(fù)極相對(duì)連接二極管與兩正極相對(duì)連接二極管的中接點(diǎn)之間通過(guò)電容連接，所述兩負(fù)極相對(duì)連接二極管的兩外側(cè)正極端和兩正極相對(duì)連接二極管的兩外側(cè)負(fù)極端之間分別直接連接，相鄰兩級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧闹薪狱c(diǎn)之間直接連接，兩外接點(diǎn)之間分別通過(guò)充電電容耦合連接。
工作時(shí)，交流電源經(jīng)整流濾波、功率因數(shù)校正、功率放大后，輸入到高壓發(fā)生電路雙高壓變壓器的初級(jí)，升壓后耦合到并行倍壓?jiǎn)卧膬沙潆婋娙荩⒅鸺?jí)倍壓，直至最終輸出所需的高壓。在此過(guò)程中，高壓發(fā)生器中的各元器件均只承受了相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)1/2的電壓和電流，因此對(duì)元器件的耐壓值和電流值的要求明顯降低，并減小了元器件的體積，同時(shí)相對(duì)提高了電源的可靠性和穩(wěn)定性。
由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型以簡(jiǎn)單巧妙的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，有助于降低成本，縮小體積，提高產(chǎn)品性能。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路框圖。
圖2為圖1中雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的高頻高壓發(fā)生器如圖1所示，包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路、雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路以及兩PWM發(fā)生電路、電流電壓反饋電路。整流濾波電路的輸入端接220V(或380V)供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端。功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端。兩PWM發(fā)生電路分別控制電壓和電流，用于控制高壓的PWM發(fā)生電路的控制輸入端外接計(jì)算機(jī)控制口或手動(dòng)控制口，由計(jì)算機(jī)控制脈寬調(diào)制的幅度，從而控制高壓輸出值和電流輸出值，輸出端分別通過(guò)功率放大電路接雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路。
雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路如圖2所示，低壓端為與功率放大電路的輸出連接的雙高壓變壓器T1、T2，雙高壓變壓器初級(jí)并聯(lián)，次級(jí)串聯(lián)，通過(guò)兩電容C0-1、C0-1’后接十級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧５谝患?jí)并行倍壓?jiǎn)卧袃韶?fù)極相對(duì)連接的二極管D1-1、D1-2和兩正極相對(duì)連接的二極管D1-3、D1-4。兩負(fù)極相對(duì)連接二極管D1-1、D1-2與兩正極相對(duì)連接二極管D1-3、D1-4的中接點(diǎn)之間通過(guò)電容C1連接。兩負(fù)極相對(duì)連接二極管D1-1、D1-2的兩外側(cè)正極端和兩正極相對(duì)連接二極管的兩外側(cè)負(fù)極端D1-3、D1-4之間分別直接連接。第一級(jí)與第二級(jí)兩級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧闹薪狱c(diǎn)之間直接連接，兩外接點(diǎn)之間分別通過(guò)電容C1-2、C1-2’連接。后續(xù)各級(jí)的情況可以類推，不另贅述。最后一級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧?jīng)電阻R和R’輸出，此兩電阻之間通過(guò)串并聯(lián)相間阻容器件構(gòu)成的電壓采樣反饋電路接PWM發(fā)生電路。上述二極管是由多只二極管串聯(lián)以提高耐壓值。
本實(shí)施例的高頻高壓發(fā)生器電源采用DC-DC變換方式產(chǎn)生高壓，高壓發(fā)生電路輸入端的工作電壓400V或500V采用PFC(功率因數(shù))校正，由交流220V或380V整流濾波而來(lái)，從而使交流220V或380V的功率因數(shù)由一般的64％左右提高到接近于1，同時(shí)避免了以前直接對(duì)220V或380V交流進(jìn)行整流產(chǎn)生的大量諧波對(duì)用戶電網(wǎng)的污染。具體而言，當(dāng)220V或380V交流整流濾波、提高功率因數(shù)、并借助脈沖調(diào)寬放大功率，放大的PWM脈沖信號(hào)通過(guò)雙高壓變壓器初級(jí)將信號(hào)幅度升高到串聯(lián)的雙高壓變壓器次級(jí)，再通過(guò)后面的倍壓電路逐級(jí)倍壓，結(jié)果在最后一級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧玫剿璧母邏骸?br> 本高壓電源采用高壓發(fā)生電路的雙高壓變壓器結(jié)構(gòu)使得對(duì)元器件的要求明顯降低，成本經(jīng)濟(jì)，體積減小，重量減輕，加之采用脈沖調(diào)寬的電路結(jié)構(gòu)形式，效率高，穩(wěn)定性好。儀器內(nèi)部設(shè)有過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路，過(guò)功率保護(hù)電路，過(guò)熱保護(hù)電路和開機(jī)保護(hù)電路。過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路可防止因高壓失控引起輸出電壓過(guò)高而造成外部設(shè)備損壞。過(guò)功率保護(hù)電路作用是當(dāng)輸出功率超過(guò)設(shè)定功率時(shí)，自動(dòng)將輸出高壓降至0V，可防止外部打火引起內(nèi)部元件損傷。開機(jī)保護(hù)電路則保證每次開機(jī)必須從低壓開始逐步升高，以避免開機(jī)對(duì)負(fù)載造成沖擊。
工作時(shí)，輸出電壓連續(xù)可調(diào)。輸出電壓及X光管管電流均用指針表指示。具有手動(dòng)調(diào)整電壓電流和自動(dòng)調(diào)整電壓電流的功能。此外，還設(shè)有電壓監(jiān)督和電流監(jiān)督端，可用數(shù)字電壓表直接測(cè)量。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。適合于X射線衍射儀高壓發(fā)生器和其他要求大功率高穩(wěn)定度高壓電源的場(chǎng)合。
主要技術(shù)指標(biāo)為
工作頻率 ～20KHZ/40KHz輸出電壓 0～-60KV，連續(xù)可調(diào)(穩(wěn)壓工作狀態(tài))輸出電流 0～50mA，連續(xù)可調(diào)，電壓監(jiān)督輸出 0～+5V(對(duì)應(yīng)輸出電壓0～-60KV)電流監(jiān)督輸出 0～+5V(對(duì)應(yīng)輸出電流0-50mA)燈絲電源輸出 12V/4A(直流供電)輸出功率 500/1000/1500/2000/2500/3000W六檔電源綜合穩(wěn)定度 優(yōu)于0.03％。
權(quán)利要求1.一種高頻高壓發(fā)生器，包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路，所述整流濾波電路的輸入端接供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端，所述功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端，所述功率放大電路的輸出端接高壓發(fā)生電路，其特征在于所述高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，所述雙高壓變壓器的初級(jí)并聯(lián)，次級(jí)串聯(lián)，接二級(jí)以上的并行倍壓?jiǎn)卧?，所述并行倍壓?jiǎn)卧袃韶?fù)極相對(duì)連接的二極管和兩正極相對(duì)連接的二極管，所述兩負(fù)極相對(duì)連接二極管與兩正極相對(duì)連接二極管的中接點(diǎn)之間通過(guò)電容連接，所述兩負(fù)極相對(duì)連接二極管的兩外側(cè)正極端和兩正極相對(duì)連接二極管的兩外側(cè)負(fù)極端之間分別直接連接，相鄰兩級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧闹薪狱c(diǎn)之間直接連接，兩外接點(diǎn)之間分別通過(guò)充電電容耦合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高頻高壓發(fā)生器，其特征在于還含有分別控制電壓和電流的兩PWM發(fā)生電路，用于控制高壓的PWM發(fā)生電路的控制輸入端外接計(jì)算機(jī)控制口，輸出端分別通過(guò)功率放大電路接雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高頻高壓發(fā)生器，其特征在于所述高壓發(fā)生電路的最后一級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧?jīng)兩串聯(lián)電阻輸出，所述兩串聯(lián)電阻之間通過(guò)串并聯(lián)相間阻容器件構(gòu)成電壓采樣反饋電路，接PWM發(fā)生電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。該高頻高壓發(fā)生器包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路。高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，雙高壓變壓器的初級(jí)并聯(lián)，次級(jí)串聯(lián)，接二級(jí)以上的并行倍壓?jiǎn)卧?，并行倍壓?jiǎn)卧袃韶?fù)極相對(duì)連接和兩正極相對(duì)連接的二極管，兩負(fù)極相對(duì)連接二極管與兩正極相對(duì)連接二極管的中接點(diǎn)之間通過(guò)電容連接，兩外側(cè)端之間分別直接連接，相鄰兩級(jí)并行倍壓?jiǎn)卧闹薪狱c(diǎn)之間直接連接，兩外接點(diǎn)之間分別通過(guò)電容連接。本實(shí)用新型以簡(jiǎn)單巧妙的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，具有功率大、穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，對(duì)元器件的耐壓性能要求降低，達(dá)到了減小體積和降低成本的目的。
文檔編號(hào)H02M5/02GK2689583SQ20042002507
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者修連存, 黃俊杰, 俞正奎, 黃賓, 王彌建, 修鐵軍, 王春波, 張秋寧 申請(qǐng)人:江蘇靜安科技公司