專(zhuān)利名稱(chēng)：超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光譜學(xué)、質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物技術(shù)及
醫(yī)療應(yīng)用等方面儀器設(shè)備中的超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的高壓電源產(chǎn)品的控制部分，大多采用通過(guò)控制他激振蕩器輸出方波的幅度、脈沖寬度(占空比)或脈沖頻率，進(jìn)而控制功率開(kāi)關(guān)管，來(lái)達(dá)到穩(wěn)定或調(diào)節(jié)輸出電壓的
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)較高的dv/dt和di/dt，一方面會(huì)產(chǎn)生更多的電磁干擾(EMI)，對(duì)供電電源造成污染；另一方面也使輸出電壓的紋波隨之增大且較難濾除，直接影響客戶(hù)系統(tǒng)整機(jī)檢測(cè)分析的準(zhǔn)確性。也有些高壓電源的控制部分采用串聯(lián)穩(wěn)壓自激式電路，雖然在EMI和輸出紋波方面得到很大改善，但這種電路本身的轉(zhuǎn)換效率很低，電源自損耗較大，使高壓電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及可靠性方面降低很多。

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)定性較高的超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源。 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源，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輔助電路、振蕩電路、過(guò)流保護(hù)電路、倍壓整流電路、濾波電路、電壓采樣電路、電壓反饋電路及基準(zhǔn)電路，所述輔助電路中二極管D1正極接電源輸入端Vin，二極管Dl負(fù)極一路通過(guò)電容Cl接地， 一路作為內(nèi)部供電端Vcc，另一路通過(guò)電感Ll接電容C2 —端，電容C2的另一端接地；所述振蕩電路中電阻R4、電阻R5 —端連接，其連接處分別與輔助電路中的電容C2正極及變壓器TRF初級(jí)線(xiàn)圈1腳連接，電阻R4另一端的一路通過(guò)正反饋線(xiàn)圈L3及電容C3與三極管T2發(fā)射極、電阻R8的一端及地連接，另一路通過(guò)電阻R6分別與三極管Tl的基極及三極管T2的集電極連接，電阻R5另一端分別與三極管T2基極及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端分別與電阻R8 —端及三極管Tl的發(fā)射極連接，三極管T1集電極與變壓器TRF初線(xiàn)圈2腳連接；所述過(guò)流保護(hù)電路中電阻R23、R21串聯(lián)，其一端通過(guò)電容C6與可變電阻VR1的1腳、3腳相連并與基準(zhǔn)電壓Vref相連，另一端與比較放大器U1B的6腳及電阻R24 —端連接，電阻R24另一端接地，串聯(lián)電阻的連接處接三極管T3集電極，可變電阻VR1的2腳與電阻R21、電阻R22 —端相連，電阻R22另一端接地，三極管T3基極分別接電容C15、電阻R26、電阻R25 —端，電阻R26及電容C15另一端接三極管T3發(fā)射極及地，電阻R25另一端分別接比較放大器U1B的7腳、電阻RIO、電容C13 —端，電容C13另一端分別接比較放大器U1B的5腳、電阻R20及電容C14 一端，電容C14另一端接地，電阻R20另一端接振蕩電路中三極管Tl發(fā)射極，電阻R10另一端通過(guò)二極管D2接振蕩電路中三極管T2的基極；所述倍壓整流電路、濾波電路中電容Cll 一端接變壓器TRF次級(jí)線(xiàn)圈5腳，電容Cll另一端一路通過(guò)二極管D3接地，另一路通過(guò)二極管D4及電容C12分別接變壓器TRF次級(jí)線(xiàn)圈6腳及地，電阻R19 —端接二極管D4的正極，電阻R19另一端接電 阻R14的一端，電阻R14的兩端分別通過(guò)電容C7及電容C8接地；所述電壓采樣電路中電容 C9與電阻R16并聯(lián)，電阻R16 —端分別接電阻R15的一端及濾波電路中電容C8的一端，電 阻R15另一端為高壓輸出端HV，電阻R16另一端通過(guò)電阻R17與電阻R18 —端連接，電阻 R18另一端為電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj ;所述電壓反饋電路中比較放大器U1A的4腳接地、8腳 分別與電容C5、電容CIO及電阻Rll —端連接，電阻Rll另一端接內(nèi)部供電端Vcc，電容C5 及電容CIO的另一端接地，比較放大器U1A的3腳接電阻R13、電容C17 —端，電阻R13、電 容C17另一端分別接電容C18、電阻R12 —端及地，比較放大器U1A的2腳接電容C16 —端、 電容C18、電阻R12另一端及電壓采樣電路中電阻R18的一端，電容C16的另一端接比較放 大器U1A的1腳，比較放大器U1A的1腳通過(guò)電阻R9接過(guò)流保護(hù)電路中二極管D2負(fù)極；所 述基準(zhǔn)電路中可控基準(zhǔn)源U2的控制極接電阻R2、電阻R3的一端，陽(yáng)極接電阻R3另一端、電 容C4的一端及地，陰極接電阻R2、電容C4的另一端及電阻R1的一端，并作為基準(zhǔn)電壓輸出 端Vref，電阻Rl的另一端接內(nèi)部供電端Vcc。 本發(fā)明的有益效果是高穩(wěn)定度，很低的EMI和輸出紋波；輸入電壓范圍寬；溫漂 小，長(zhǎng)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)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2、3所示，超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源，包括殼體內(nèi)封裝
的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，電源電路包括相連接的輔助電路、振蕩電路、過(guò)
流保護(hù)電路、倍壓整流電路、濾波電路、電壓采樣電路、電壓反饋電路及基準(zhǔn)電路。 主電路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，該電路的振蕩波形穩(wěn)定且無(wú)高次諧波，頻率容易作高，能很好地降低EMI及輸出紋波。 輸出采用兩級(jí)濾波，選用高性能的RC，降低輸出噪聲。 選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的基準(zhǔn)及元器件，提高模塊電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。確 保輸入、輸出、控制的各個(gè)地間的獨(dú)立路徑；合理的PCB布局；優(yōu)良的變壓器制作方式等，以 降低EMI和輸出紋波。 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。 七根引針露于殼體外，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、基準(zhǔn)電壓輸出端Vref順序排列，另一側(cè)為兩根引針，按高壓 輸出端HV、高壓輸出地GND順序排列。
工作原理 接通電源瞬間，供電Vin通過(guò)Dl、Ll、R4、R6、Tl管的基極與發(fā)射極、R8到輸入地， 為T(mén)l管提供初始基極電流，T1管導(dǎo)通，使輸入電壓加在變壓器初級(jí)線(xiàn)圈L2上，此時(shí)流過(guò)L2中的電流從無(wú)到有，由小到大，電流變化率為正，在L2兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)方向 為'1'正'2'負(fù)。同時(shí)通過(guò)變壓器耦合，在正反饋線(xiàn)圈L3的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì) 方向?yàn)?3'正'4'負(fù)。這個(gè)正反饋電壓通過(guò)R6、T1、R8、C3形成回路，為T(mén)1管提供更大的 基極電流，加上T1管的放大作用，使T1管由導(dǎo)通迅速飽和，進(jìn)而使變壓器初級(jí)線(xiàn)圈L2中的 電流達(dá)到最大值。此后，各線(xiàn)圈的感應(yīng)電勢(shì)反號(hào)，L2兩端產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)改變方向?yàn)?2' 正'1'負(fù)，L2中的電流由大到小，電流變化率為負(fù)。同時(shí)通過(guò)變壓器耦合，正反饋線(xiàn)圈L3兩 端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也改變方向?yàn)?4'正'3'負(fù)。L3通過(guò)C3、R8、T1、R6給T1管的基極與發(fā)射 極間加一反向電壓，加速其由飽和到導(dǎo)通，再由導(dǎo)通到截止?fàn)顟B(tài)，L2中的電流為零。至此完 成一個(gè)振蕩周期。重復(fù)上述過(guò)程，便形成了自激振蕩。 初級(jí)產(chǎn)生的振蕩高頻交流信號(hào)，通過(guò)變壓器耦合到其次級(jí)，并通過(guò)由C11、C12、D3、 D4組成的二倍壓整流電路，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流高壓，再經(jīng)過(guò)兩級(jí)的RC濾波，進(jìn)而輸出平滑的 直流高壓。 Vadj通過(guò)R18、 R17、 C9、 R16到高壓輸出組成電壓采樣電路，采樣信號(hào)通過(guò)比較放 大器U1A等組成的電壓負(fù)反饋電路，去控制T2管的狀態(tài)，進(jìn)而控制振蕩器的狀態(tài)。負(fù)反饋 過(guò)程如下高壓輸出絕對(duì)值瞬時(shí)升高一Ul的pin2電位下降一Ul的pinl電位上升一T2管 導(dǎo)通一Tl管截止一使高壓輸出絕對(duì)值瞬時(shí)下降。 另外，在振蕩回路中，R8既具有電流串聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔茫质禽斎腚娏鞯牟蓸与娮瑁?其過(guò)流采樣信號(hào)與VR1、R21、R22、R23、R24組成可調(diào)的過(guò)流給定信號(hào)一起，通過(guò)比較放大器 U1B形成負(fù)反饋，也去控制T2管的狀態(tài)，進(jìn)而使供電輸入電流不超出給定范圍，起到保護(hù)作用。
權(quán)利要求
一種超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源，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輔助電路、振蕩電路、過(guò)流保護(hù)電路、倍壓整流電路、濾波電路、電壓采樣電路、電壓反饋電路及基準(zhǔn)電路；所述輔助電路中二極管D1正極接電源輸入端Vin，二極管D1負(fù)極一路通過(guò)電容C1接地，一路作為內(nèi)部供電端Vcc，另一路通過(guò)電感L1接電容C2一端，電容C2的另一端接地；所述振蕩電路中電阻R4、電阻R5一端連接，其連接處分別與輔助電路中的電容C2正極及變壓器TRF初級(jí)線(xiàn)圈1腳連接，電阻R4另一端的一路通過(guò)正反饋線(xiàn)圈L3及電容C3與三極管T2發(fā)射極、電阻R8的一端及地連接，另一路通過(guò)電阻R6分別與三極管T1的基極及三極管T2的集電極連接，電阻R5另一端分別與三極管T2基極及電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端分別與電阻R8一端及三極管T1的發(fā)射極連接，三極管T1集電極與變壓器TRF初線(xiàn)圈2腳連接；所述過(guò)流保護(hù)電路中電阻R23、R21串聯(lián)，一端通過(guò)電容C6與可變電阻VR1的1腳、3腳相連并與基準(zhǔn)電壓Vref相連，另一端與比較放大器U1B的6腳及電阻R24一端連接，電阻R24另一端接地，串聯(lián)電阻的連接處接三極管T3集電極，可變電阻VR1的2腳與電阻R21、電阻R22一端相連，電阻R22另一端接地，三極管T3基極分別接電容C15、電阻R26、電阻R25一端，電阻R26及電容C15另一端接三極管T3發(fā)射極及地，電阻R25另一端分別接比較放大器U1B的7腳、電阻R10、電容C13一端，電容C13另一端分別接比較放大器U1B的5腳、電阻R20及電容C14一端，電容C14另一端接地，電阻R20另一端接振蕩電路中三極管T1發(fā)射極，電阻R10另一端通過(guò)二極管D2接振蕩電路中三極管T2的基極；所述倍壓整流電路、濾波電路中電容C11一端接變壓器TRF次級(jí)線(xiàn)圈5腳，電容C11另一端一路通過(guò)二極管D3接地，另一路通過(guò)二極管D4及電容C12分別接變壓器TRF次級(jí)線(xiàn)圈6腳及地，電阻R19一端接二極管D4的正極，電阻R19另一端接電阻R14的一端，電阻R14的兩端分別通過(guò)電容C7及電容C8接地；所述電壓采樣電路中電容C9與電阻R16并聯(lián)，電阻R16一端分別接電阻R15的一端及濾波電路中電容C8的一端，電阻R15另一端為高壓輸出端HV，電阻R16另一端通過(guò)電阻R17與電阻R18一端連接，電阻R18另一端為電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj；所述電壓反饋電路中比較放大器U1A的4腳接地、8腳分別與電容C5、電容C10及電阻R11一端連接，電阻R11另一端接內(nèi)部供電端Vcc，電容C5及電容C10的另一端接地，比較放大器U1A的3腳接電阻R13、電容C17一端，電阻R13、電容C17另一端分別接電容C18、電阻R12一端及地，比較放大器U1A的2腳接電容C16一端、電容C18、電阻R12另一端及電壓采樣電路中電阻R18的一端，電容C16的另一端接比較放大器U1A的1腳，比較放大器U1A的1腳通過(guò)電阻R9接過(guò)流保護(hù)電路中二極管D2負(fù)極；所述基準(zhǔn)電路中可控基準(zhǔn)源U2的控制極接電阻R2、電阻R3的一端，陽(yáng)極接電阻R3另一端、電容C4的一端及地，陰極接電阻R2、電容C4的另一端及電阻R1的一端，并作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電阻R1的另一端接內(nèi)部供電端Vcc。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源，其特征在于 所述數(shù)根引針露于殼體外，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、基準(zhǔn)電壓輸出端Vref順序排列，另一側(cè)為兩根引針，按高壓輸 出端HV、高壓輸出地GND順序排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光譜學(xué)、質(zhì)量光譜學(xué)與固體表面分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物技術(shù)及醫(yī)療應(yīng)用等方面儀器設(shè)備中的超小型自激式光電倍增管專(zhuān)用高壓模塊電源，它包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，電源電路包括輔助電路、振蕩電路、過(guò)流保護(hù)電路、倍壓整流電路、濾波電路、電壓采樣電路、電壓反饋電路及基準(zhǔn)電路，本發(fā)明的有益效果是高穩(wěn)定度，很低的EMI和輸出紋波；輸入電壓范圍寬；溫漂小，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)H02M1/32GK101694965SQ20091007081
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請(qǐng)人:天津市東文高壓電源廠(chǎng);