專利名稱：小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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、半導(dǎo) 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(yīng)用等方面儀器設(shè)備中的小體積自恢 復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源。
背景技術(shù)：
市場上現(xiàn)有的小功率高壓模塊電源產(chǎn)品，雖然種類和用途很多，但普遍存在著不 能兼得多種功能指標(biāo)要求的缺陷，如有的體積較大，不易PCB安裝；有的輸出效率低，使自 損耗增大；有的輸出保護功能差，易造成損壞；有的輸出調(diào)節(jié)范圍窄，使其在工作中受到限 制；有的只能用可變電阻調(diào)節(jié)輸出，調(diào)節(jié)起來不靈活等。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供了一種可靠性及穩(wěn)定性高、功能較全 面的小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源。本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是小體積自恢復(fù)型保護正輸出 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 所述電源電路包括控制電路、輔助及驅(qū)動電路、自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路、倍壓整 流及濾波電路，所述控制電路通過輔助及驅(qū)動電路、倍壓整流及濾波電路分別與自恢復(fù)型 保護電路、高壓反饋電路連接，所述自恢復(fù)型保護電路和高壓反饋電路分別與控制電路連 接；所述控制電路中控制芯片Ul的2腳與6腳相連并分別接電阻R4和電容Cl的一 端，電容Cl的另一端與控制芯片Ul的1腳相連并接輸入地GND，控制芯片Ul的7腳分別接 電阻R3的一端和電阻R4的另一端，控制芯片Ul的8腳分別接電阻R5的一端和電阻R3的 另一端，電阻R5的另一端分別接控制芯片Ul的4腳和三極管T4的集電極，電阻R6的一端 分別接三極管T4的基極和電容C2的一端，電阻R6的另一端接啟?？刂贫薘/S，電容C2的 另一端和三極管T4發(fā)射極相連并接輸入地GND ；所述輔助及驅(qū)動電路中穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的1腳與3腳相連并分別接電阻R2的一端 和電容C4的正極，同時又作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電容C4的負(fù)極與穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的2 腳相連并接輸入地GND，電阻Rl的一端分別接二極管Dl的負(fù)極、電容C5的正極、控制電路 中控制芯片Ul的8腳并作為內(nèi)部供電端Vcc，電阻Rl與電阻R2的另一端相連并分別接電 感L的一端、電源輸入端+Vin，電感L的另一端分別接電容C3的正極和變壓器TRF初級線 圈Lp的1端，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級線圈Lp的2端接三極管Tl的 漏極，電阻R7與二極管D4并聯(lián)，三極管Tl的柵極分別接二極管D4的正極和電容C6的一 端，二極管D4的負(fù)極接控制電路中控制芯片Ul的3腳，電容C6的另一端與三極管Tl的源 極相連并接輸入地GND ；所述自恢復(fù)型保護電路中放大器U2B的5腳分別接電阻R16、電阻R17、電容C12的一端，電阻R16的另一端接輸入地GND，放大器U2B的6腳分別接電阻R15和電阻R18的 一端、并通過電容C13接輸入地GND，電阻R17和電阻R18的另一端相連并接基準(zhǔn)電壓輸出 端Vref，電阻R21分別與電容C14及二極管D7并聯(lián)，電阻R15的另一端接電阻R21的一端， 電阻R21的另一端接輸出地HGND，放大器U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管D3 的正極，二極管D3的負(fù)極分別接電阻R13的一端和電容Cll的正極，電容Cll的負(fù)極接輸 入地GND，電阻R13的另一端分別接電阻R12的一端和三極管T2的基極，三極管T2發(fā)射極 與三極管T3的基極相連，三極管T2的集電極與三極管T3的集電極相連并接控制電路中控 制芯片Ul的5腳，三極管T3發(fā)射極與電阻R12的另一端相連并接輸入地GND ；所述高壓反饋電路中放大器U2A的2腳分別接電阻R11、電阻R19、電容C8的一端， 電阻Rll的另一端接輸入地GND，電阻R20與電容ClO并聯(lián)，電阻R19的另一端接電阻R20 的一端，電阻R8與電容C9并聯(lián)，放大器U2A的3腳分別接電阻R8的一端和電壓調(diào)節(jié)輸入 端Vadj，電阻RlO與二極管D2并聯(lián)，放大器U2A的1腳分別接電阻R9的一端、電容C8的 另一端和二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極分別接電容C7的一端和控制電路中控制芯片 Ul的5腳，電容C7與電阻R9的另一端相連并接輸入地GND，放大器U2A的8腳接內(nèi)部供電 端Vcc，放大器U2A的4腳接輸入地GND ；所述倍壓整流及濾波電路中變壓器TRF次級高壓線圈Ls的3端通過電容C15分 別接二極管D6的正極和二極管D5的負(fù)極，變壓器TRF次級高壓線圈Ls的4端分別接二極 管D5的正極、電容C16的一端和自恢復(fù)型保護電路中二極管D7的負(fù)極，電容C16的另一端 分別接二極管D6的負(fù)極和電阻R14的一端，電阻R14的另一端分別接電容C17的一端、高 壓反饋電路中電阻R20的另一端、高壓輸出端+HV，電容C17的另一端接輸出地HGND。本實用新型的有益效果是輸出調(diào)節(jié)范圍寬，可從零起調(diào)；高壓輸出可通過外部 控制電壓或電位器調(diào)節(jié)；輸出轉(zhuǎn)換效率高；有外部啟?？刂乒δ?；具有對輸出過載或短路 時的自恢復(fù)型保護功能；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PCB安裝。

圖1為本實用新型的外形示意圖。圖2為圖1的仰視圖。圖3為本實用新型的電路連接框圖。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，小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源，包括封裝在殼體 1內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根弓丨針2，電源電路包括控制電路、輔助及驅(qū)動電路、 自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路、倍壓整流及濾波電路，所述控制電路通過輔助及驅(qū)動電 路、倍壓整流及濾波電路分別與自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路連接，所述自恢復(fù)型保護 電路和高壓反饋電路分別與控制電路連接；控制電路中控制芯片Ul的2腳與6腳相連并分別接電阻R4和電容Cl的一端，電 容Cl的另一端與控制芯片Ul的1腳相連并接輸入地GND，控制芯片Ul的7腳分別接電阻R3的一端和電阻R4的另一端，控制芯片Ul的8腳分別接電阻R5的一端和電阻R3的另一 端，電阻R5的另一端分別接控制芯片Ul的4腳和三極管T4的集電極，電阻R6的一端分別 接三極管T4的基極和電容C2的一端，電阻R6的另一端接啟停控制端R/S，電容C2的另一 端和三極管T4發(fā)射極相連并接輸入地GND ；輔助及驅(qū)動電路中穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的1腳與3腳相連并分別接電阻R2的一端和電 容C4的正極，同時又作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電容C4的負(fù)極與穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的2腳相 連并接輸入地GND，電阻Rl的一端分別接二極管Dl的負(fù)極、電容C5的正極、控制電路中控 制芯片Ul的8腳并作為內(nèi)部供電端Vcc，電阻Rl與電阻R2的另一端相連并分別接電感L 的一端、電源輸入端+Vin，電感L的另一端分別接電容C3的正極和變壓器TRF初級線圈Lp 的1端，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級線圈Lp的2端接三極管Tl的漏極， 電阻R7與二極管D4并聯(lián)，三極管Tl的柵極分別接二極管D4的正極和電容C6的一端，二 極管D4的負(fù)極接控制電路中控制芯片Ul的3腳，電容C6的另一端與三極管Tl的源極相 連并接輸入地GND;自恢復(fù)型保護電路中放大器U2B的5腳分別接電阻R16、電阻R17、電容C12的一 端，電阻R16的另一端接輸入地GND，放大器U2B的6腳分別接電阻R15和電阻R18的一 端、并通過電容C13接輸入地GND，電阻R17和電阻R18的另一端相連并接基準(zhǔn)電壓輸出端 Vref,電阻R21分別與電容C14及二極管D7并聯(lián)，電阻R15的另一端接電阻R21的一端，電 阻R21的另一端接輸出地HGND，放大器U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管D3的 正極，二極管D3的負(fù)極分別接電阻R13的一端和電容Cll的正極，電容Cll的負(fù)極接輸入 地GND，電阻R13的另一端分別接電阻R12的一端和三極管T2的基極，三極管T2發(fā)射極與 三極管T3的基極相連，三極管T2的集電極與三極管T3的集電極相連并接控制電路中控制 芯片Ul的5腳，三極管T3發(fā)射極與電阻R12的另一端相連并接輸入地GND ；高壓反饋電路中放大器U2A的2腳分別接電阻R11、電阻R19、電容C8的一端，電 阻Rll的另一端接輸入地GND，電阻R20與電容ClO并聯(lián)，電阻R19的另一端接電阻R20的 一端，電阻R8與電容C9并聯(lián)，放大器U2A的3腳分別接電阻R8的一端和電壓調(diào)節(jié)輸入端 Vadj,電阻RlO與二極管D2并聯(lián)，放大器U2A的1腳分別接電阻R9的一端、電容C8的另一 端和二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極分別接電容C7的一端和控制電路中控制芯片Ul 的5腳，電容C7與電阻R9的另一端相連并接輸入地GND，放大器U2A的8腳接內(nèi)部供電端 Vcc，放大器U2A的4腳接輸入地GND ；倍壓整流及濾波電路中變壓器TRF次級高壓線圈Ls的3端通過電容C15分別接 二極管D6的正極和二極管D5的負(fù)極，變壓器TRF次級高壓線圈Ls的4端分別接二極管D5 的正極、電容C16的一端和自恢復(fù)型保護電路中二極管D7的負(fù)極，電容C16的另一端分別 接二極管D6的負(fù)極和電阻R14的一端，電阻R14的另一端分別接電容C17的一端、高壓反 饋電路中電阻R20的另一端、高壓輸出端+HV，電容C17的另一端接輸出地HGND。主控制電路采用他激式振蕩電路，且具有啟?？刂贫耍娐方Y(jié)構(gòu)簡單，控制方便； 新穎的自恢復(fù)型保護電路，在高壓輸出過載或短路時，使高壓電源得到很好地保護。選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局，確保 各‘地’間的獨立路徑，避免各信號間的相互串?dāng)_；優(yōu)良的變壓器線包結(jié)構(gòu)工藝、繞制工藝及 高壓絕緣處理等，確保高壓模塊電源長期的可靠性及穩(wěn)定性。[0023]模塊電源采用金屬外殼，并將其殼體接地，對外具有良好的電磁屏蔽作用，提高了 電源的抗干擾能力。數(shù)根引針2露于殼體1外，一側(cè)為五根引針2按電源輸入端+Vin、輸入地GND、啟 ?？刂贫薘/S、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2， 按高壓輸出端+HV、輸出地HGND順序排列。工作原理由控制芯片U1、電容Cl、電阻R3及電阻R4等組成振蕩電路，從控制芯 片Ul的3腳輸出振蕩脈沖信號，通過三極管Tl驅(qū)動變壓器TRF初級線圈Lp，產(chǎn)生振蕩高頻 交流電壓，并在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過變壓器TRF耦合到其次級高壓線圈Ls，并經(jīng)由二 極管D5、D6及電容C15、C16、C17等組成的倍壓整流及濾波電路后，輸出平滑的直流高壓。從反饋電阻R11、電阻R19、電阻R20及電容ClO上獲得的高壓采樣信號，與電壓調(diào) 節(jié)輸入端Vadj的電位一起，通過由放大器U2A等組成的高壓反饋電路，去控制控制芯片U15 腳的電位，改變控制芯片Ul的3腳輸出脈沖的頻率和占空比，使輸出高壓得到穩(wěn)定。從電阻R21上獲得的輸出電流采樣信號，經(jīng)電阻R15并通過電平移動加到放大器 U2B的6腳，與加到放大器U2B 5腳的電阻R16和電阻R17的基準(zhǔn)分壓電位一起，控制放大 器U2B輸出。當(dāng)輸出電流的平均值大于設(shè)定值時，放大器U2B的7腳為高電位，并通過二極 管D3瞬間給電容Cll充電且充滿，同時通過電阻R13使三極管T2和三極管T3導(dǎo)通，將控 制芯片Ul的5腳電位拉至接近零電位，進而關(guān)閉控制輸出脈沖，使高壓輸出迅速下降，此時 輸出電流的平均值已小于設(shè)定值，放大器U2B的7腳變?yōu)榈碗娢唬娙軨l 1通過電阻R13、三 極管T2和三極管T3緩慢放電，直至三極管T3截止，控制芯片Ul的5腳電位也緩慢上升， 使高壓輸出逐漸上升。另外，當(dāng)在啟?？刂贫薘/S加一高電平時，可強制關(guān)閉高壓輸出；電感L對振蕩高 頻交流電壓起到隔離阻擋作用，減少高頻交流工作脈沖對控制電路及供電電壓的干擾。
權(quán)利要求一種小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源，包括封裝在殼體(1)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控制電路、輔助及驅(qū)動電路、自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路、倍壓整流及濾波電路，所述控制電路通過輔助及驅(qū)動電路、倍壓整流及濾波電路分別與自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路連接，所述自恢復(fù)型保護電路和高壓反饋電路分別與控制電路連接；所述控制電路中控制芯片U1的2腳與6腳相連并分別接電阻R4和電容C1的一端，電容C1的另一端與控制芯片U1的1腳相連并接輸入地GND，控制芯片U1的7腳分別接電阻R3的一端和電阻R4的另一端，控制芯片U1的8腳分別接電阻R5的一端和電阻R3的另一端，電阻R5的另一端分別接控制芯片U1的4腳和三極管T4的集電極，電阻R6的一端分別接三極管T4的基極和電容C2的一端，電阻R6的另一端接啟?？刂贫薘/S，電容C2的另一端和三極管T4發(fā)射極相連并接輸入地GND所述輔助及驅(qū)動電路中穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的1腳與3腳相連并分別接電阻R2的一端和電容C4的正極，同時又作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電容C4的負(fù)極與穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的2腳相連并接輸入地GND，電阻R1的一端分別接二極管D1的負(fù)極、電容C5的正極、控制電路中控制芯片U1的8腳并作為內(nèi)部供電端Vcc，電阻R1與電阻R2的另一端相連并分別接電感L的一端、電源輸入端+Vin，電感L的另一端分別接電容C3的正極和變壓器TRF初級線圈Lp的1端，電容C1的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級線圈Lp的2端接三極管T1的漏極，電阻R7與二極管D4并聯(lián)，三極管T1的柵極分別接二極管D4的正極和電容C6的一端，二極管D4的負(fù)極接控制電路中控制芯片U1的3腳，電容C6的另一端與三極管T1的源極相連并接輸入地GND；所述自恢復(fù)型保護電路中放大器U2B的5腳分別接電阻R16、電阻R17、電容C12的一端，電阻R16的另一端接入地GND，放大器U2B的6腳分別接電阻R15和電阻R18的一端、并通過電容C13接入地GND，電阻R17和電阻R18的另一端相連并接基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電阻R21分別與電容C14及二極管D7并聯(lián)，電阻R15的另一端接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接輸出地HGND，放大器U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極分別接電阻R13的一端和電容C11的正極，電容C11的負(fù)極接輸入地GND，電阻R13的另一端分別接電阻R12的一端和三極管T2的基極，三極管T2發(fā)射極與三極管T3的基極相連，三極管T2的集電極與三極管T3的集電極相連并接控制電路中控制芯片U1的5腳，三極管T3發(fā)射極與電阻R12的另一端相連并接輸入地GND；所述高壓反饋電路中放大器U2A的2腳分別接電阻R11、電阻R19、電容C8的一端，電阻R11的另一端接輸入地GND，電阻R20與電容C10并聯(lián)，電阻R19的另一端接電阻R20的一端，電阻R8與電容C9并聯(lián)，放大器U2A的3腳分別接電阻R8的一端和電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R10與二極管D2并聯(lián)，放大器U2A的1腳分別接電阻R9的一端、電容C8的另一端和二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極分別接電容C7的一端和控制電路中控制芯片U1的5腳，電容C7與電阻R9的另一端相連并接輸入地GND，放大器U2A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc，放大器U2A的4腳接輸入地GND；所述倍壓整流及濾波電路中變壓器TRF次級高壓線圈Ls的3端通過電容C15分別接二極管D6的正極和二極管D5的負(fù)極，變壓器TRF次級高壓線圈Ls的4端分別接二極管D5的正極、電容C16的一端和自恢復(fù)型保護電路中二極管D7的負(fù)極，電容C16的另一端分別接二極管D6的負(fù)極和電阻R14的一端，電阻R14的另一端分別接電容C17的一端、高壓反饋電路中電阻R20的另一端、高壓輸出端+HV，電容C17的另一端接輸出地HGND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源，其特征在 于所述數(shù)根引針(2)露于殼體(1)外，一側(cè)為五根引針(2)按電源輸入端+Vin、輸入地 GND、啟停控制端R/S、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 弓丨針⑵，按高壓輸出端+HV、輸出地HGND順序排列。
專利摘要本實用新型涉及一種小體積自恢復(fù)型保護正輸出高壓模塊電源，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，電源電路包括控制電路、輔助及驅(qū)動電路、自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路、倍壓整流及濾波電路，控制電路通過輔助及驅(qū)動電路、倍壓整流及濾波電路分別與自恢復(fù)型保護電路、高壓反饋電路連接，自恢復(fù)型保護電路和高壓反饋電路分別與控制電路連接；本實用新型的有益效果是輸出調(diào)節(jié)范圍寬，可從零起調(diào)；高壓輸出可通過外部控制電壓或電位器調(diào)節(jié)；輸出轉(zhuǎn)換效率高；有外部啟停控制功能；具有對輸出過載或短路時的自恢復(fù)型保護功能；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PCB安裝。
文檔編號H02H3/06GK201623648SQ20102013194
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16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