專利名稱：鋅元素空心陰極燈專用高壓電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種廣泛應用于原子吸收光譜儀、原子吸收分光光度計、原子熒 光分析儀中的鋅元素空心陰極燈專用高壓電源。
背景技術：
現(xiàn)有鋅元素空心陰極燈專用電源產品，控制部分大多采用脈寬調制(PWM)方式來 控制、調節(jié)輸出電壓及電流。由于鋅燈負載從起輝到穩(wěn)態(tài)工作的過程中存在較大的負載動 態(tài)范圍，而這種單一的控制方式會造成負載有效功率下降，同時也會降低電源的轉換效率 及燈的使用壽命，使整機損耗增加，體積增大，使長期工作的穩(wěn)定性及可靠性受到影響。
發(fā)明內容鑒于現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型提供了一種電路設計合理、可靠性及穩(wěn)定 性高的鋅元素空心陰極燈專用高壓電源。本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術方案是一種鋅元素空心陰極燈專用 高壓電源，包括安裝在殼體內的電源電路，其特征在于所述電源電路上焊有連接器、連接 器、連接器狀態(tài)指示燈；電源電路由輔助電路、預穩(wěn)控制電路、預穩(wěn)驅動電路、輸出控制及反 饋電路、輸出驅動及輸出電路組成閉環(huán)電路，預穩(wěn)控制電路與預穩(wěn)驅動電路連接；所述輔助電路中的熔斷器F的一端接交流供電輸入L端，，另一端接交流濾波器FL 的1腳，交流供電輸入N端接交流濾波器FL的2腳，交流濾波器FL的3腳和5腳分別接整 流橋BG的1腳和3腳，交流濾波器FL的4腳接大地，電容Cl正極接整流橋BG的2腳，電 容Cl的負極與整流橋BG的4腳相連并接熱地；所述預穩(wěn)控制電路中的控制芯片Ul的2腳和5腳相連并接熱地，控制芯片Ul的 1腳分別接電阻R3和電容C7的一端、光電耦合器U5的4腳，電阻R3和電容C7的另一端 與光電耦合器U5的3腳相連并接熱地，光電耦合器U5的1腳接內部供電端Vcc，控制芯片 Ul的6腳接電阻R4的一端，控制芯片Ul的7腳分別接電阻Rl的一端、電容C5正極和二極 管D3的負極，控制芯片Ul的8腳分別接電容C4的正極和電阻R2的一端，電阻R2的另一 端接電容C6的一端和控制芯片Ul的4腳，電容C4和電容C5的負極及電容C6的另一端相 連并接熱地，電阻Rl的另一端接輔助電路中整流橋BG的2腳，二極管D3的正極分別接電 阻R5的一端、二極管D4的負極和電容C8的正極，電阻R5的另一端接電容C9的正極和二 極管D2的負極，二極管D2的正極接輔助線圈的3端，輔助線圈的4端接電容C8和電容C9 的負極、二極管D4的正極及熱地；所述預穩(wěn)驅動電路中的電阻R6和電容C2的一端相連后分別接變壓器TRFl初級 線圈的1端和輔助電路中整流橋BG的2腳，電阻R6和電容C2的另一端相連后接二極管Dl 的負極，變壓器TRFl初級線圈的2端分別接三極管Tl的漏極和二極管Dl的正極，三極管 Tl的柵極接預穩(wěn)控制電路中電阻R4的另一端，三極管Tl的源極分別接電阻R7和電阻R8 的一端，電阻R7的另一端分別接電容C3的一端和預穩(wěn)控制電路中控制芯片Ul的3腳，電阻R8與電容C3的另一端相連并接熱地；所述輸出控制及反饋電路中控制芯片U2的13腳和15腳相連并接內部供電端 Vcc，控制芯片U2的16腳接電容C14的正極并作為基準輸出端Vr，電容C14的負極接冷地， 控制芯片U2的1腳和3腳、10腳及12腳相連并接冷地，控制芯片U2的6腳通過電阻R21 接地，控制芯片U2的7腳通過電阻R23接電容C21的一端及控制芯片U2的5腳，控制芯片 U2的8腳接電容C20的一端，控制芯片U2的9腳分別接電阻R22和電容C19的一端，電容C21、電容C20的另一端與電阻R22及電容C19的另一端相連并接冷地，放大器U3A的1腳 分別接電阻R29和電阻R30及電容C17的一端，電阻R29與電容C17的另一端相連且分別 接放大器U3A的2腳及電阻R25和R26的一端，放大器U3A的3腳分別接電阻R27和R28 及電容C18的一端，電阻R27的另一端接基準輸出端Vr，電阻R28的另一端通過可變電阻 W2接冷地，電阻R26與電容C18的另一端相連并接冷地，電阻R30的另一端接三極管T4的 基極，三極管T4集電極接冷地，三極管T4的發(fā)射極通過電阻R31分別接電阻R24的一端和 預穩(wěn)控制電路中光電耦合器U5的2腳，電阻R24的另一端接二極管D6的正極，放大器U3B 的7腳分別接電阻R20與電容C16的一端、二極管D6的負極，電阻R20與電容C16的另一 端相連后接放大器U3B的6腳及電阻R19的一端，電阻R19的另一端分別接電阻R17和R18 的一端，電阻R17的另一端接預穩(wěn)輸出Vout，放大器U3B的5腳分別接可變電阻Wl及電阻 R16的一端，電阻R16的另一端與電阻R18的另一端接冷地，可變電阻Wl的另一端通過電阻 R15接基準輸出端Vr，穩(wěn)壓芯片U4的1腳接預穩(wěn)輸出Vout，U4的3腳接電容C15的正極并 作為內部供電端Vcc，電容C15的負極接穩(wěn)壓芯片U4的2腳及冷地，放大器U3A的8腳接內 部供電端Vcc，放大器U3A的4腳接冷地；所述輸出驅動及輸出電路中變壓器TRFl次級線圈的5端通過二極管D5分別接電 容ClO的正極和電感Ll的一端，電感Ll的另一端分別接電容Cll的正極、電感L2和電阻 R32的一端并作為預穩(wěn)輸出端Vout，電感L2另一端分別接電容C12的正極和變壓器TRF2 初級線圈的2端，電容C10、電容Cll及電容C12的負極和電阻R32的另一端與變壓器TRFl 次級線圈的6端相連并接冷地，三極管T2和三極管T3的漏極分別接變壓器TRF2初級線圈 的1端和3端，三極管T2和三極管T3的源極與電阻Rll及電阻R12的一端相連并接冷地， 三極管T2的柵極分別接電阻R9的一端和電阻Rll的另一端，三極管T3的柵極分別接電阻 RlO的一端和電阻R12的另一端，電阻R9和電阻RlO的另一端分別接輸出控制及反饋電路 中控制芯片U2的11腳和14腳，變壓器TRF2次級線圈的4端通過電阻R13接輸出Outl， 變壓器TRF2次級線圈的5端分別接二極管D7的正極和二極管D8的負極，二極管D7和二 極管D9的負極相連并分別接電阻R14和電容C13的一端、輸出控制及反饋電路中電阻R25 的另一端并作為電流檢測輸出Idet，二極管D9的正極和二極管DlO的負極相連并作為輸出 0ut2，二極管D8和二極管DlO的正極以及電阻R14和電容C13的另一端相連并接冷地。本實用新型的有益效果是整機對陽極電流(燈電流)具有內部可調及外部監(jiān)測 功能；輸出的陽極電流紋波小，穩(wěn)流精度高；整機的長期穩(wěn)定性好，溫漂小，可靠性高；整體 結構緊湊，同比外形尺寸小，重量較輕，易于安裝。

圖1為本實用新型殼體的主視立體圖。[0012]圖2為本實用新型殼體的后視立體圖。圖3為本實用新型的電路連接框圖并作為摘要附圖。圖4為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4所示，鋅元素空心陰極燈專用高壓電源，包括安裝在殼體內的電源電路，其特征在于電源電路上焊有連接器1、連接器2、連接器3狀態(tài)指示燈4 ；電源電路由 輔助電路、預穩(wěn)控制電路、預穩(wěn)驅動電路、輸出控制及反饋電路、輸出驅動及輸出電路組成 閉環(huán)電路，預穩(wěn)控制電路與預穩(wěn)驅動電路連接；該電源的預穩(wěn)輸出部分采用固定頻率的電流型開關控制芯片，通過反饋控制其輸 出占空比來調控預穩(wěn)輸出。這種電路響應時間快，電流傳感和限制電路簡單、靈活，能有效 抑制噪聲干擾。電源整機輸出部分的控制芯片，采用固定頻率、固定脈沖寬度，通過反饋控制、調 節(jié)其供電幅值的方式。這種電路在較大的負載動態(tài)范圍下，具有很高的轉換效率。確保輸入、輸出、控制等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；選用低噪聲、低溫漂、高穩(wěn)定性的元器件；良好地絕緣處理；較完善地電路結構 設計，保障整機電源的長期穩(wěn)定性及可靠性。工作、起輝高壓一體化設計，整機采用金屬外殼，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。連接器1、連接器2、連接器3和狀態(tài)指示燈4固定在殼體的一側，連接器2包括輸 出電流檢測Idet、參考地GND，連接器1包括大地端E、交流供電輸入端N、L，連接器3固定 在殼體的另一側，包括高壓輸出OUTl、高壓輸出0UT2。 工作原理交流供電輸入(AC220V)通過交流濾波器FL和整流橋BG，在電容Cl兩 端得到約300V的直流電壓，作為預穩(wěn)驅動部分的供電。同時，經過電阻Rl啟動控制芯片Ul 及整機電源工作。由控制芯片Ul及電阻R2、電容C6等組成預穩(wěn)控制電路，從控制芯片Ul的6腳輸 出的控制脈沖信號加到三極管Tl管的柵極上，并通過其放大作用來驅動高頻變壓器TRFl 的初級線圈，同時從R8上獲取的三極管Tl管工作電流的采樣值被送到控制芯片Ul的3腳， 在變壓器TRFl的輔助線圈上感應的電壓，通過二極管D2、電容C9、電阻R5、二極管D4等的 整流濾波后，再向控制芯片Ul供電，作為控制芯片Ul啟動后的維持電壓。由控制芯片U2及電阻R21、電容C21等組成的控制電路采用開環(huán)輸出，通過控制 芯片U2的11腳和14腳，輸出的控制脈沖信號分別加到三極管T2管和三極管T3管的柵極 上，并通過它們的放大作用來驅動高頻變壓器TRF2的初級線圈，而變壓器TRFl的次級線圈 輸出的交流電壓，通過二極管D5、電容C10、電感Li、電感L2等的整流和濾波，獲得的直流電 壓作為輸出驅動部分的供電。在變壓器TRF2的次級線圈上產生的交流高壓作為鋅燈供電電源的輸出，輸出的 燈電流，通過二極管D7、二極管D8、二極管D9、二極管DlO的整流后，在電阻R14上獲得的電 流采樣信號，通過由電阻R25、電阻R26、電阻R28、可變電阻W2及放大器U3A等組成的電流 反饋電路與由電阻R17、電阻R18、可變電阻Wl及放大器U3B等組成的預穩(wěn)輸出電壓反饋電路，一起通過光電耦合器U5送到控制芯片Ul的1腳，控制其輸出占空比，進而改變預穩(wěn)輸出電壓的幅值，最終完成(鋅燈)負載電壓和電流的控制。
權利要求一種鋅元素空心陰極燈專用高壓電源，包括安裝在殼體內的電源電路，其特征在于所述電源電路上焊有連接器(1)、連接器(2)、連接器(3)狀態(tài)指示燈(4)；電源電路由輔助電路、預穩(wěn)控制電路、預穩(wěn)驅動電路、輸出控制及反饋電路、輸出驅動及輸出電路組成閉環(huán)電路，預穩(wěn)控制電路與預穩(wěn)驅動電路連接；所述輔助電路中的熔斷器F的一端接交流供電輸入L端，，另一端接交流濾波器FL的1腳，交流供電輸入N端接交流濾波器FL的2腳，交流濾波器FL的3腳和5腳分別接整流橋BG的1腳和3腳，交流濾波器FL的4腳接大地，電容C1正極接整流橋BG的2腳，電容C1的負極與整流橋BG的4腳相連并接熱地；所述預穩(wěn)控制電路中的控制芯片U1的2腳和5腳相連并接熱地，控制芯片U1的1腳分別接電阻R3和電容C7的一端、光電耦合器U5的4腳，電阻R3和電容C7的另一端與光電耦合器U5的3腳相連并接熱地，光電耦合器U5的1腳接內部供電端Vcc，控制芯片U1的6腳接電阻R4的一端，控制芯片U1的7腳分別接電阻R1的一端、電容C5正極和二極管D3的負極，控制芯片U1的8腳分別接電容C4的正極和電阻R2的一端，電阻R2的另一端接電容C6的一端和控制芯片U1的4腳，電容C4和電容C5的負極及電容C6的另一端相連并接熱地，電阻R1的另一端接輔助電路中整流橋BG的2腳，二極管D3的正極分別接電阻R5的一端、二極管D4的負極和電容C8的正極，電阻R5的另一端接電容C9的正極和二極管D2的負極，二極管D2的正極接輔助線圈的3端，輔助線圈的4端接電容C8和電容C9的負極、二極管D4的正極及熱地；所述預穩(wěn)驅動電路中的電阻R6和電容C2的一端相連后分別接變壓器TRF1初級線圈的1端和輔助電路中整流橋BG的2腳，電阻R6和電容C2的另一端相連后接二極管D1的負極，變壓器TRF1初級線圈的2端分別接三極管T1的漏極和二極管D1的正極，三極管T1的柵極接預穩(wěn)控制電路中電阻R4的另一端，三極管T1的源極分別接電阻R7和電阻R8的一端，電阻R7的另一端分別接電容C3的一端和預穩(wěn)控制電路中控制芯片U1的3腳，電阻R8與電容C3的另一端相連并接熱地；所述輸出控制及反饋電路中控制芯片U2的13腳和15腳相連并接內部供電端Vcc，控制芯片U2的16腳接電容C14的正極并作為基準輸出端Vr，電容C14的負極接冷地，控制芯片U2的1腳和3腳、10腳及12腳相連并接冷地，控制芯片U2的6腳通過電阻R21接地，控制芯片U2的7腳通過電阻R23接電容C21的一端及控制芯片U2的5腳，控制芯片U2的8腳接電容C20的一端，控制芯片U2的9腳分別接電阻R22和電容C19的一端，電容C21、電容C20的另一端與電阻R22及電容C19的另一端相連并接冷地，放大器U3A的1腳分別接電阻R29和電阻R30及電容C17的一端，電阻R29與電容C17的另一端相連且分別接放大器U3A的2腳及電阻R25和R26的一端，放大器U3A的3腳分別接電阻R27和R28及電容C18的一端，電阻R27的另一端接基準輸出端Vr，電阻R28的另一端通過可變電阻W2接冷地，電阻R26與電容C18的另一端相連并接冷地，電阻R30的另一端接三極管T4的基極，三極管T4集電極接冷地，三極管T4的發(fā)射極通過電阻R31分別接電阻R24的一端和預穩(wěn)控制電路中光電耦合器U5的2腳，電阻R24的另一端接二極管D6的正極，放大器U3B的7腳分別接電阻R20與電容C16的一端、二極管D6的負極，電阻R20與電容C16的另一端相連后接放大器U3B的6腳及電阻R19的一端，電阻R19的另一端分別接電阻R17和R18的一端，電阻R17的另一端接預穩(wěn)輸出Vout，放大器U3B的5腳分別接可變電阻W1及電阻R16的一端，電阻R16的另一端與電阻R18的另一端接冷地，可變電阻W1的另一端通過電阻R15接基準輸出端Vr，穩(wěn)壓芯片U4的1腳接預穩(wěn)輸出Vout，U4的3腳接電容C15的正極并作為內部供電端Vcc，電容C15的負極接穩(wěn)壓芯片U4的2腳及冷地，放大器U3A的8腳接內部供電端Vcc，放大器U3A的4腳接冷地；所述輸出驅動及輸出電路中變壓器TRF1次級線圈的5端通過二極管D5分別接電容C10的正極和電感L1的一端，電感L1的另一端分別接電容C11的正極、電感L2和電阻R32的一端并作為預穩(wěn)輸出端Vout，電感L2另一端分別接電容C12的正極和變壓器TRF2初級線圈的2端，電容C10、電容C11及電容C12的負極和電阻R32的另一端與變壓器TRF1次級線圈的6端相連并接冷地，三極管T2和三極管T3的漏極分別接變壓器TRF2初級線圈的1端和3端，三極管T2和三極管T3的源極與電阻R11及電阻R12的一端相連并接冷地，三極管T2的柵極分別接電阻R9的一端和電阻R11的另一端，三極管T3的柵極分別接電阻R10的一端和電阻R12的另一端，電阻R9和電阻R10的另一端分別接輸出控制及反饋電路中控制芯片U2的11腳和14腳，變壓器TRF2次級線圈的4端通過電阻R13接輸出Out1，變壓器TRF2次級線圈的5端分別接二極管D7的正極和二極管D8的負極，二極管D7和二極管D9的負極相連并分別接電阻R14和電容C13的一端、輸出控制及反饋電路中電阻R25的另一端并作為電流檢測輸出Idet，二極管D9的正極和二極管D10的負極相連并作為輸出Out2，二極管D8和二極管D10的正極以及電阻R14和電容C13的另一端相連并接冷地。
2.根據權利要求1所述的鋅元素空心陰極燈專用高壓電源，其特征在于所述連接器 (1)、連接器(2)、連接器(3)和狀態(tài)指示燈(4)固定在殼體的一側，連接器(2)包括輸出電 流檢測Idet、參考地GND，連接器(1)包括大地端E、交流供電輸入端N、L，連接器(3)固定 在殼體的另一側，包括高壓輸出OUTl、高壓輸出0UT2。
專利摘要本實用新型涉及一種鋅元素空心陰極燈專用高壓電源，包括安裝在殼體內的電源電路，電源電路上焊有連接器、連接器、連接器狀態(tài)指示燈；電源電路由輔助電路、預穩(wěn)控制電路、預穩(wěn)驅動電路、輸出控制及反饋電路、輸出驅動及輸出電路組成閉環(huán)電路，預穩(wěn)控制電路與預穩(wěn)驅動電路連接；本實用新型的有益效果是整機對陽極電流(燈電流)具有內部可調及外部監(jiān)測功能；輸出的陽極電流紋波小，穩(wěn)流精度高；整機的長期穩(wěn)定性好，溫漂小，可靠性高；整體結構緊湊，同比外形尺寸小，重量較輕，易于安裝。
文檔編號H05B41/282GK201577228SQ20092035010
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權日2009年12月25日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請人:天津市東文高壓電源廠