直流高壓電源、高位取能裝置及其供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種直流高壓電源、高位取能裝置及其供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展與成熟，采用高頻開關(guān)變換技術(shù)結(jié)合高壓電源的特點(diǎn)而研制出的直流高壓電源成為主流。在直流高壓電源的一些具體應(yīng)用中，其控制電路需要使用外接電源給驅(qū)動電路供電，否則驅(qū)動電路無法持續(xù)有效工作。
[0003]下面以一種直流高壓電源的具體應(yīng)用即典型的電容儲能式脈沖功率系統(tǒng)為例來進(jìn)行說明，參考圖1，該脈沖功率系統(tǒng)包括直流可調(diào)電壓源G、整流二極管D01、續(xù)流二極管002、限流電阻1?01和R02、電容器C、電感器L、雜散電感器Ls、電壓測量裝置V和脈沖功率晶閘管串T。該系統(tǒng)利用直流可調(diào)電壓源G中的充電機(jī)通過整流二極管DOl和限流電阻ROl給電容器C充電，使得電容器C的電壓緩慢上升，當(dāng)電容器C的電壓達(dá)到預(yù)定電壓后，直流可調(diào)電壓源G會控制充電機(jī)關(guān)閉。之后，直流可調(diào)電壓源G向脈沖功率晶閘管串T的驅(qū)動電路BI?Bn發(fā)送觸發(fā)信號，使脈沖功率晶閘管串T導(dǎo)通，此時(shí)，電容器C通過限流電阻R02、電感器L、雜散電感器Ls和脈沖功率晶閘管串T放電。
[0004]其中，由于驅(qū)動電路BI?Bn工作需要持續(xù)消耗電能，因此，通常需要一個(gè)外接電源來向驅(qū)動電路BI?Bn供電。但是，現(xiàn)有的外接電源電路接線復(fù)雜，且漏電流較大，電壓應(yīng)用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種直流高壓電源、高位取能裝置及其供電方法，以解決現(xiàn)有的外接電源電路接線復(fù)雜、漏電流大以及電壓應(yīng)用范圍小的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種高位取能裝置，包括高壓輸入端、低壓輸出端、取能電路、儲能電路、鎖存電路和節(jié)流電路；
[0008]所述取能電路包括開關(guān)電路和與所述開關(guān)電路連接的控制電路，所述開關(guān)電路的輸入端與高壓輸入端連接、輸出端與所述儲能電路連接，所述開關(guān)電路包括至少兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)，所述控制電路通過控制所述開關(guān)的導(dǎo)通來控制所述高壓輸入端向所述儲能電路充電；
[0009]所述鎖存電路與所述儲能電路和所述開關(guān)電路連接，用于在所述儲能電路充電完成后，通過控制所述開關(guān)的關(guān)斷來控制所述高壓輸入端停止向所述儲能電路充電；
[0010]所述節(jié)流電路的輸入端與所述儲能電路連接、輸出端與所述低壓輸出端連接，用于對所述儲能電路輸出的電流進(jìn)行節(jié)流恒流處理，并將處理后的電流輸出至所述低壓輸出端。
[0011]優(yōu)選的，所述控制電路包括第一穩(wěn)壓二極管，所述開關(guān)電路包括一個(gè)第一開關(guān)和一個(gè)第二開關(guān)；
[0012]所述第一開關(guān)的漏極通過并聯(lián)的第一電阻和第二電阻與所述高壓輸入端連接，所述第一開關(guān)的源極通過第三電阻與所述第一開關(guān)的柵極連接，所述第一開關(guān)的柵極通過第一二極管和第四電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接；
[0013]所述第二開關(guān)的源極與所述第一穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述第二開關(guān)的柵極通過所述第四電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，所述第二開關(guān)的漏極與所述第一開關(guān)的源極連接；
[0014]所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極通過第五電阻與所述高壓輸入端連接。
[0015]優(yōu)選的，所述控制電路包括第一穩(wěn)壓二極管，所述開關(guān)電路包括N個(gè)第一開關(guān)和一個(gè)第二開關(guān)，N為大于I的自然數(shù)；
[0016]第I個(gè)所述第一開關(guān)的漏極通過并聯(lián)的第一電阻和第二電阻與所述高壓輸入端連接，第I個(gè)所述第一開關(guān)的源極通過第I個(gè)第三電阻與第I個(gè)所述第一開關(guān)的柵極連接，第I個(gè)所述第一開關(guān)的柵極通過第I個(gè)第一二極管、第2個(gè)第一二極管和第四電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接；
[0017]第2個(gè)所述第一開關(guān)的漏極與第I個(gè)所述第一開關(guān)的源極連接，第2個(gè)所述第一開關(guān)的源極通過第2個(gè)第三電阻與第2個(gè)所述第一開關(guān)的柵極連接，第2個(gè)所述第一開關(guān)的柵極通過所述第2個(gè)第一二極管和所述第四電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，以此類推；
[0018]所述第二開關(guān)的源極與所述第一穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述第二開關(guān)的柵極通過所述第四電阻與所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，所述第二開關(guān)的漏極與第N個(gè)所述第一開關(guān)的源極連接；
[0019]所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極通過第五電阻與所述高壓輸入端連接。
[0020]優(yōu)選的，所述儲能電路包括第一電容，所述第一電容的正極與所述第二開關(guān)的源極連接，所述第一電容的負(fù)極接地。
[0021]優(yōu)選的，所述鎖存電路包括第二穩(wěn)壓二極管、第三開關(guān)和第四開關(guān)；
[0022]所述第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一電容的正極連接，所述第二穩(wěn)壓二極管的正極通過第六電阻與所述第一電容的負(fù)極連接；
[0023]所述第三開關(guān)的柵極通過第七電阻與所述第二開關(guān)的柵極連接，所述第三開關(guān)的漏極與所述第二開關(guān)的源極連接，所述第三開關(guān)的源極與所述第四開關(guān)的柵極連接；
[0024]所述第四開關(guān)的柵極與所述第二穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述第四開關(guān)的漏極與所述第三開關(guān)的柵極連接，所述第四開關(guān)的源極與所述第一電容的負(fù)極連接，所述第四開關(guān)的柵極還通過第二電容與所述第四開關(guān)的源極連接；
[0025]其中，所述第三開關(guān)為P型晶體管，所述第四開關(guān)為N型晶體管。
[0026]優(yōu)選的，所述節(jié)流電路包括恒流器件、發(fā)光器件、第二二極管、第三穩(wěn)壓二極管和第三電容；
[0027]所述恒流器件的輸入端與所述第一電容的正極連接，所述恒流器件的輸出端與所述發(fā)光器件的正極連接，所述發(fā)光器件的負(fù)極與所述第二二極管的正極連接，所述第二二極管的負(fù)極與所述第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極連接，所述第三穩(wěn)壓二極管的正極接地；
[0028]所述恒流器件的輸入端為所述節(jié)流電路的輸入端，所述第二二極管的負(fù)極與所述第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極的連接端為所述節(jié)流電路的輸出端；
[0029]所述第三電容的一端與所述第三穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接、另一端與所述第三穩(wěn)壓二極管的正極連接。
[0030]優(yōu)選的，所述高位取能裝置還包括第四穩(wěn)壓二極管、第五穩(wěn)壓二極管、第六穩(wěn)壓二極管和第七穩(wěn)壓二極管；
[0031]所述第四穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一開關(guān)的漏極連接，所述第四穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一開關(guān)的源極連接；
[0032]所述第五穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第二開關(guān)的漏極連接，所述第五穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一開關(guān)的源極連接；
[0033]所述第六穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一開關(guān)的柵極連接，所述第六穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一開關(guān)的源極連接；
[0034]所述第七穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一電容的正極連接，所述第七穩(wěn)壓二極管的正極與所述第一電容的負(fù)極連接。
[0035]優(yōu)選的，所述儲能電路還包括第八穩(wěn)壓二極管、第三二極管和第四電容；
[0036]所述第八穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與所述第一電容的正極連接、正極與所述第三二極管的正極連接；
[0037]所述第三二極管的負(fù)極與所述第四電容的正極連接，所述第四電容的負(fù)極與所述第一電容的負(fù)極連接。
[0038]一種直流高壓電源，包括直流可調(diào)電壓源、主電容、開關(guān)器件及其驅(qū)動電路，還包括如上任一項(xiàng)所述的高位取能裝置，所述高位取能裝置的高壓輸入端與所述開關(guān)器件的陽極連接，所述高位取能裝置的低壓輸出端與所述驅(qū)動電路的輸入端連接，以通過儲能電路向所述驅(qū)動電路供電。
[0039]—種高位取能裝置的供電方法，應(yīng)用于如上任一項(xiàng)所述的高位取能裝置，包括:
[0040]控制電路控制開關(guān)電路中的開關(guān)導(dǎo)通，以通過尚壓輸入端向儲能電路充電；
[0041 ] 在所述儲能電路充電完成后，鎖存電路通過控制所述開關(guān)關(guān)斷來控制所述高壓輸入端停止向所述儲能電路充電；
[0042]節(jié)流電路對所述儲能電路輸出的電流進(jìn)行節(jié)流恒壓處理，并將處理后的電流輸出至低壓輸出端。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0044]本發(fā)明所提供的直流高壓電源、高位取能裝置及其供電方法，采用兩根導(dǎo)線將高位取能裝置的高壓輸入端與開關(guān)器件的陽極連接，將低壓輸出端與驅(qū)動電路的輸入端連接即可實(shí)現(xiàn)高位取能裝置與直流高壓電源的連接，接線方式較為簡單；
[0045]并且，本發(fā)明中的開關(guān)電路包括至少兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)，因此，高位取能裝置的工作電壓范圍主要取決于這些開關(guān)的耐壓值，也就是說，只要開關(guān)的耐壓值足夠高，就可以大大擴(kuò)展高位取能裝置的電壓應(yīng)用范圍；
[0046]其次，本發(fā)明中通過鎖存電路控制開關(guān)的關(guān)斷，由于鎖存電路的漏電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他同類控制電路的漏電流，因此，可以減小高位取能裝置正常運(yùn)行時(shí)的漏電流；
[0047]再次，本發(fā)明中的節(jié)流電路能夠?qū)δ茈娐返妮敵鲭娏鬟M(jìn)行節(jié)流恒壓處理，從而可以使高位取能裝置