專利名稱：一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于質(zhì)量光譜學與固體表面分析、高能物理檢測、半導體元件檢測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測及塵埃粒子計數(shù)器、醫(yī)療應用等方面儀器設備中的一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源。
背景技術：
現(xiàn)有的小功率高壓電源產(chǎn)品，大多采用控制他激振蕩方波的幅度、脈沖寬度(占空比)或脈沖頻率等，通過驅(qū)動功率開關管及變壓器，來達到穩(wěn)定和調(diào)節(jié)輸出高壓的目的。由于開關管的控制信號為方波，其快速的導通和關斷會帶來較高的dv/dt和di/dt，它一方面會產(chǎn)生電磁干擾(EMI)，對供電電源造成污染；另一方面使輸出電壓的紋波噪聲隨之增大且較難濾除，直接影響客戶系統(tǒng)整機檢測分析的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種電路設計合理、可靠性穩(wěn)定性較高的由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術方案是一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，其特征在于所述電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路輸出通過振蕩驅(qū)動電路與整流濾波電路輸入連接，所述整流濾波電路輸出與反饋控制電路輸入連接；
所述反饋控制電路中電源輸入端Vin分別接電容Cl的正極和三極管Tl的集電極，控制芯片Ul的輸入端Vcll腳和該芯片正電源端+V12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負極接地，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補償端C0MP13腳，電容C2的負極分別接控制芯片Ul的輸出端VolO腳和三極管Tl的基極，三極管Tl發(fā)射極分別接控制芯片Ul的過流保護正端Cl的2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的過流保護負端 Cs3腳，控制芯片Ul的基準電壓端Vref6腳分別接電阻R2和電阻R3的一端，電阻R4和電容C4并聯(lián)，控制芯片Ul的反相輸入端腳分別接電阻R2的另一端、電阻R4的一端及二極管Dl的正極，電阻R4的另一端接地，控制芯片Ul的同相輸入端Νοι ηνδ腳分別接電阻 R3的另一端、電阻Rl和電阻R5的一端、二極管Dl的負極，電阻Rl的另一端接電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R5的另一端通過電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的負電源端V-的 7腳接地；
所述振蕩驅(qū)動電路中變壓器TRF初級線圈Lpl的同名端1腳分別接電阻RlO的一端、 電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的過流保護負端Cs3腳，電容C3的負極接地， 變壓器TRF初級線圈Lpl的異名端2腳接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的同名端3腳通過電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的異名端4腳分別接電阻RlO的另一端、電阻Rll的一端及電容C5的一端，電阻Rll的另一端接二極管D2的正極，電容C5的另一端分別與二極管D2的負極、三極管T2發(fā)射極相連并接地；
所述整流濾波電路中變壓器TRF次級線圈Ls的異名端5腳分別接二極管D3的負極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級線圈Ls的同名端6腳分別接電容C6和電容C7的一端， 二極管D3的正極分別接電容C6的另一端、電阻R12的一端及反饋控制電路中電阻R7的另一端，電阻R12的另一端接電容C8的一端并作為高壓輸出端-HV，二極管D4的負極分別與電容C8和電容C7的另一端相連并接輸出地HGND。本發(fā)明的有益效果是電路簡單，易于制作；溫漂小，穩(wěn)定度高，輸出紋波低，長期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于安裝。


圖1為本發(fā)明的示意圖并作為摘要附圖。圖2為圖1的仰視圖。圖3為本發(fā)明的電路連接框圖。圖4為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式如圖1、2、3、4所示，一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路輸出通過振蕩驅(qū)動電路與整流濾波電路輸入連接，整流濾波電路輸出與反饋控制電路輸入連接。反饋控制電路中電源輸入端Vin分別接電容Cl的正極和三極管Tl的集電極，控制芯片Ul的輸入端Vcll腳和該芯片正電源端+V12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負極接地，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補償端C0MP13腳，電容C2的負極分別接控制芯片Ul的輸出端VolO腳和三極管Tl的基極，三極管Tl發(fā)射極分別接控制芯片Ul的過流保護正端Cl的2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的過流保護負端 Cs3腳，控制芯片Ul的基準電壓端Vref6腳分別接電阻R2和電阻R3的一端，電阻R4和電容C4并聯(lián)，控制芯片Ul的反相輸入端腳分別接電阻R2的另一端、電阻R4的一端及二極管Dl的正極，電阻R4的另一端接地，控制芯片Ul的同相輸入端Νοι ηνδ腳分別接電阻 R3的另一端、電阻Rl和電阻R5的一端、二極管Dl的負極，電阻Rl的另一端接電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R5的另一端通過電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的負電源端V-的 7腳接地。振蕩驅(qū)動電路中變壓器TRF初級線圈Lpl的同名端1腳分別接電阻RlO的一端、電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的過流保護負端Cs3腳，電容C3的負極接地， 變壓器TRF初級線圈Lpl的異名端2腳接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的同名端3腳通過電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的異名端4腳分別接電阻RlO的另一端、電阻Rll的一端及電容C5的一端，電阻Rll的另一端接二極管D2的正極，電容C5的另一端分別與二極管D2的負極、三極管T2發(fā)射極相連并接地。整流濾波電路中變壓器TRF次級線圈Ls的異名端5腳分別接二極管D3的負極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級線圈Ls的同名端6腳分別接電容C6和電容C7的一端，二極管D3的正極分別接電容C6的另一端、電阻R12的一端及反饋控制電路中電阻R7的另一端，電阻R12的另一端接電容C8的一端并作為高壓輸出端-HV，二極管D4的負極分別與電容C8和電容C7的另一端相連并接輸出地HGND。主控制芯片采用多端可調(diào)穩(wěn)壓器LM723 (U1)，其內(nèi)部主要由恒流源、基準電壓源、 誤差放大器、輸出調(diào)整管及保護電路等部分組成。它結(jié)合自激式振蕩電路，在參數(shù)選配合理的條件下，可大大降低dv/dt和di/dt，該電路的工作波形穩(wěn)定且無高次諧波，同時確保輸入、輸出及控制的各個地間的獨立路徑；合理的PCB布局；優(yōu)良的變壓器制作方式等，能很好地降低EMI及輸出紋波。選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的控制芯片及其它元器件，提高模塊電源的長期穩(wěn)定性。電源采用金屬外殼，并將殼體接地，有很好的電磁屏蔽作用，提高電源的抗干擾能力。七根引針2露于殼體1外，一側(cè)為五根引針2按直流電源輸入端Vin、輸入地GND、 控制地GND、電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj、空腳NC順序排列，另一側(cè)為兩根引針2，按負高壓輸出端-HV、高壓輸出地HGND順序排列。工作原理供電輸入Vin通過調(diào)整三極管Tl發(fā)射極的輸出，給振蕩驅(qū)動電路供電，當振蕩三極管T2導通時，在初級線圈Lpl上產(chǎn)生感應電勢，通過變壓器TRF耦合，在反饋線圈Lp2上產(chǎn)生的感應電壓通過電阻R9、振蕩三極管T2和電容C5形成正反饋，使初級線圈Lp 1中的電流達到最大值。此后，各線圈的感應電勢改變方向，反饋線圈Lp2通過電容 C5、電阻R9，在振蕩三極管T2的發(fā)射極與基極間加一反向電壓，使其迅速截止，此時初級線圈Lpl中的電流為零，完成一個振蕩周期。重復上述過程，形成自激振蕩。電阻R10、電阻Rll及二極管D2為振蕩三極管T2提供靜態(tài)偏置。初級產(chǎn)生的振蕩高頻交流電壓，通過變壓器TRF耦合到其次級，并通過由電容C6、 電容C7、二極管D3、二極管D4組成的二倍壓整流電路，產(chǎn)生脈動直流高壓，再經(jīng)過電阻R12 和電容C8濾波，輸出平滑的直流高壓。輸出高壓通過反饋電阻R5 R7獲得高壓采樣信號，與內(nèi)部基準及外部調(diào)節(jié)電壓 Vadj—起作為反饋信號，加到控制芯片Ul的同相輸入端Νοι ηνδ腳，控制芯片Ul的反相輸入端腳連接參考基準端，通過控制芯片Ul的輸出端Vo的10腳控制調(diào)整三極管Tl的輸出，進而改變振蕩幅度，當負載一定時，最終穩(wěn)定高壓輸出。電容C4是基準電壓輸出濾波電容，它能減小控制芯片Ul內(nèi)部誤差放大器的輸入噪聲；另外當高壓輸出過載時，通過在限流保護取樣電阻R8上獲得的初級反射電流采樣信號電壓，啟動控制芯片Ul內(nèi)部的保護電路，使調(diào)整三極管Tl兩端電壓增加，工作電壓降低， 進一步造成輸出電壓降低，從而起到保護作用。
權(quán)利要求
1.一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，其特征在于所述電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路輸出通過振蕩驅(qū)動電路與整流濾波電路輸入連接，所述整流濾波電路輸出與反饋控制電路輸入連接；所述反饋控制電路中電源輸入端Vin分別接電容Cl的正極和三極管Tl的集電極，控制芯片Ul的輸入端Vcll腳和該芯片正電源端+V12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負極接地，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補償端C0MP13腳，電容C2的負極分別接控制芯片Ul的輸出端VolO腳和三極管Tl的基極，三極管Tl發(fā)射極分別接控制芯片Ul的過流保護正端Cl的2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的過流保護負端 Cs3腳，控制芯片Ul的基準電壓端Vref6腳分別接電阻R2和電阻R3的一端，電阻R4和電容C4并聯(lián)，控制芯片Ul的反相輸入端腳分別接電阻R2的另一端、電阻R4的一端及二極管Dl的正極，電阻R4的另一端接地，控制芯片Ul的同相輸入端Νοι ηνδ腳分別接電阻 R3的另一端、電阻Rl和電阻R5的一端、二極管Dl的負極，電阻Rl的另一端接電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R5的另一端通過電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的負電源端V-的 7腳接地；所述振蕩驅(qū)動電路中變壓器TRF初級線圈Lpl的同名端1腳分別接電阻RlO的一端、 電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的過流保護負端Cs3腳，電容C3的負極接地， 變壓器TRF初級線圈Lpl的異名端2腳接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的同名端3腳通過電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的異名端4腳分別接電阻RlO的另一端、電阻Rll的一端及電容C5的一端，電阻Rll的另一端接二極管D2的正極，電容C5的另一端分別與二極管D2的負極、三極管T2發(fā)射極相連并接地；所述整流濾波電路中變壓器TRF次級線圈Ls的異名端5腳分別接二極管D3的負極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級線圈Ls的同名端6腳分別接電容C6和電容C7的一端， 二極管D3的正極分別接電容C6的另一端、電阻R12的一端及反饋控制電路中電阻R7的另一端，電阻R12的另一端接電容C8的一端并作為高壓輸出端-HV，二極管D4的負極分別與電容C8和電容C7的另一端相連并接輸出地HGND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源，其特征在于所述數(shù)根引針⑵露于殼體⑴外，一側(cè)為五根引針按直流電源輸入端Vin、輸入地GND、控制地GND、電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj、空腳NC順序排列，另一側(cè)為兩根引針，按負高壓輸出端-HV、高壓輸出地HGND順序排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由可調(diào)穩(wěn)壓器構(gòu)成的自激式小功率負高壓模塊電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動電路及整流濾波電路，反饋控制電路輸出通過振蕩驅(qū)動電路與整流濾波電路輸入連接，整流濾波電路輸出與反饋控制電路輸入連接。本發(fā)明的有益效果是電路簡單，易于制作；溫漂小，穩(wěn)定度高，輸出紋波低，長期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于安裝。
文檔編號H02M3/156GK102299640SQ20111027828
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷聲鳴 申請人:東文高壓電源(天津)有限公司