專(zhuān)利名稱(chēng)：由電壓調(diào)節(jié)器lm723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣泛用于質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析、高能物理檢測(cè)、半導(dǎo)體元件檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及塵埃粒子計(jì)數(shù)器、醫(yī)療應(yīng)用等方面儀器設(shè)備中的由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源。
背景技術(shù)：
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(guò)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管及變壓器，來(lái)達(dá)到穩(wěn)定和調(diào)節(jié)輸出高壓的目的。由于開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)為方波，其快速的導(dǎo)通和關(guān)斷會(huì)帶來(lái)很高的dv/dt和di/dt，它一方面會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(EMI)，對(duì)周?chē)鷥x器設(shè)備及供電電源造成污染；另一方面使輸出電壓的紋波噪聲隨之增大且很難濾除，直接影響客戶(hù)系統(tǒng)整機(jī)檢測(cè)分析的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種電路設(shè)計(jì)合理、可靠性穩(wěn)定性高的由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源，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(dòng)電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路通過(guò)振蕩驅(qū)動(dòng)電路與整流濾波電路連接，所述整流濾波電路與反饋控制電路連接；
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的集電極電壓端11腳和輸入電壓正端12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補(bǔ)償端13腳，電容C2的負(fù)極分別接控制芯片Ul的信號(hào)輸出端10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的電流限制端2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電壓端6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4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的另一端接輸入地GND，控制芯片Ul的同相輸入端5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(fù)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(guò)電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的輸入電壓負(fù)端7腳接輸入地 GND ；
所述振蕩驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的I端分別接電阻RlO的一端、電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，電容C3的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的2端接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的3端通過(guò)電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的4端分別接電阻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(fù)極、三極管T2發(fā)射極相連并接輸入地GND ；
所述整流濾波電路中，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的5端分別接二極管D3的負(fù)極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的6端分別接電容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(fù)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(jiǎn)單，易于制作；溫漂小，穩(wěn)定度高，輸出紋波低，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于安裝。


圖I為本發(fā)明的電路連接框圖2為本發(fā)明的電路原理圖3為本發(fā)明的外觀示意圖4為圖3的仰視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3、4所示，由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源，包括封裝在殼體I內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針2電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動(dòng)電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路通過(guò)振蕩驅(qū)動(dòng)電路與整流濾波電路連接，整流濾波電路與反饋控制電路連接。上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的集電極電壓端11腳和輸入電壓正端12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補(bǔ)償端13腳，電容C2的負(fù)極分別接控制芯片Ul的信號(hào)輸出端10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的電流限制端2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電壓端6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4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的另一端接輸入地GND，控制芯片Ul的同相輸入端5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(fù)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(guò)電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的輸入電壓負(fù)端7腳接輸入地GND。上述振蕩驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的I端分別接電阻RlO的一端、電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，電容C3的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的2端接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的3端通過(guò)電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的4端分別接電阻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(fù)極、三極管T2發(fā)射極相連并接輸入地GND。上述整流濾波電路中，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的5端分別接二極管D3的負(fù)極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的6端分別接電容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(fù)極分別與電容C8和電容C7的另一端相連并接輸出地HGND。電路中控制芯片Ul采用高精度的電壓調(diào)節(jié)器LM723，其待機(jī)電流很低，具有輸入電壓范圍寬、輸出電壓可調(diào)、溫漂小、穩(wěn)壓精度高等特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)采用自激式振蕩電路，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(wú)高次諧波。同時(shí)，在該模塊電源的設(shè)計(jì)方面，采取如下措施確保輸入、輸出及控制的各個(gè)地間的獨(dú)立路徑；PCB布局的合理性；高頻變壓器的良好制作工藝等，能很好地降低EMI及輸出紋波，提高電源的可靠性。另外，選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的控制芯片及其它元器件，能有效地提高模塊電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。模塊電源采用金屬外殼，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I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(fù)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(guò)調(diào)整三極管Tl發(fā)射極的輸出，給振蕩驅(qū)動(dòng)電路供電，當(dāng)振蕩開(kāi)關(guān)三極管T2導(dǎo)通時(shí)，在初級(jí)線圈Lp I上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過(guò)變壓器TRF耦合，在反饋線圈Lp2上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓通過(guò)電阻R9、振蕩三極管T2和電容C5形成正反饋，使初級(jí)線圈Lpl中的電流達(dá)到最大值。此后，各線圈的感應(yīng)電壓改變方向，反饋線圈Lp2通過(guò)電容C5、電阻R9，在振蕩開(kāi)關(guān)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(shí)初級(jí)線圈Lpl中的電流為零，完成一個(gè)振蕩周期。重復(fù)上述過(guò)程，形成自激振蕩。電阻R10、電阻Rll及二極管D2為振蕩開(kāi)關(guān)三極管T2提供靜態(tài)偏置。初級(jí)產(chǎn)生的振蕩高頻交流電壓，通過(guò)變壓器TRF耦合到其次級(jí)，并通過(guò)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(dòng)直流高壓，再經(jīng)過(guò)電阻R12和電容C8濾波，輸出平滑的直流高壓。輸出高壓通過(guò)反饋電阻R5 R7獲得輸出高壓采樣信號(hào)，其與內(nèi)部基準(zhǔn)及外部調(diào)節(jié)電壓Vadj —起作為反饋信號(hào)，加到控制芯片Ul的同相輸入端5腳，控制芯片Ul的反相輸入端4腳連接基準(zhǔn)電壓Vref，通過(guò)控制芯片Ul的信號(hào)輸出端10腳，控制調(diào)整三極管Tl的輸出，進(jìn)而改變振蕩幅度，最終穩(wěn)定高壓輸出。當(dāng)高壓輸出過(guò)載時(shí)，通過(guò)在電阻R8上獲得的初級(jí)反射工作電流的采樣信號(hào)，啟動(dòng)控制芯片Ul內(nèi)部的保護(hù)電路，使調(diào)整三極管Tl輸出電壓降低，從而起到保護(hù)作用。
權(quán)利要求
1.一種由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源，包括封裝在殼體(I)內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針(2)，其特征在于所述電源電路包括反饋控制電路、振蕩驅(qū)動(dòng)電路及整流濾波電路，所述反饋控制電路通過(guò)振蕩驅(qū)動(dòng)電路與整流濾波電路連接，所述整流濾波電路與反饋控制電路連接；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的集電極電壓端11腳和輸入電壓正端12腳相連并接電容Cl的正極，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，電容C2的正極接控制芯片Ul的頻率補(bǔ)償端13腳，電容C2的負(fù)極分別接控制芯片Ul的信號(hào)輸出端10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的電流限制端2腳和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，控制芯片Ul的基準(zhǔn)電壓端6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4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的另一端接輸入地GND，控制芯片Ul的同相輸入端5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(fù)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(guò)電阻R6接電阻R7的一端，控制芯片Ul的輸入電壓負(fù)端7腳接輸入地 GND ；所述振蕩驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的I端分別接電阻RlO的一端、電容C3的正極及反饋控制電路中控制芯片Ul的電流檢測(cè)端3腳，電容C3的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級(jí)線圈Lpl的2端接三極管T2的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的3端通過(guò)電阻R9接三極管T2的基極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的4端分別接電阻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(fù)極、三極管T2發(fā)射極相連并接輸入地GND ；所述整流濾波電路中，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的5端分別接二極管D3的負(fù)極和二極管D4的正極，變壓器TRF次級(jí)線圈Ls的6端分別接電容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(fù)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I所述的由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源，其特征在于所述數(shù)根引針(2)露于殼體(I)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(fù)高壓輸出端-HV、高壓輸出地HGND順序排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廣泛用于質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析、高能物理檢測(cè)、半導(dǎo)體元件檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及塵埃粒子計(jì)數(shù)器、醫(yī)療應(yīng)用等方面儀器設(shè)備中的由電壓調(diào)節(jié)器LM723構(gòu)成的自激式負(fù)極性小功率高壓模塊電源。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(dòng)電路及整流濾波電路，反饋控制電路通過(guò)振蕩驅(qū)動(dòng)電路與整流濾波電路連接，整流濾波電路與反饋控制電路連接。本發(fā)明的有益效果是電路簡(jiǎn)單，易于制作；溫漂小，穩(wěn)定度高，輸出紋波低，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于安裝。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102946201SQ20121047458
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者劉申, 周瑞彬, 張貴艷 申請(qǐng)人:東文高壓電源(天津)有限公司