[發(fā)明專利]寬輸入電壓范圍高負載調(diào)整率的小電流輸出高壓電源電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510068468.9
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104617778B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭顯鑫;李烽;王衛(wèi)國;劉克承;鄭瀚;李堯
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/337;H02M1/36;H02M7/10
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 溫子云,仇蕾安

1.一種實現(xiàn)寬電壓輸入、高負載調(diào)整率的適用于小電流輸出的高壓電源電路，其特征在于，包括：輸入濾波電路(1)、Buck電流饋電推挽功率變換電路(2)、消幅電路(15)、Cockcroft-Walton倍壓整流濾波電路(16)、控制電路(17)和第二穩(wěn)壓采樣電路(18)；

輸入濾波電路(1)對輸入電壓Vin進行濾波；

Buck電流饋電推挽功率變換電路(2)，將經(jīng)輸入濾波電路(1)處理的輸入電壓Vin’變換成幅值不變、頻率為設(shè)定頻率、占空比為設(shè)定值的交流脈沖電壓，完成DC/AC變換；

消幅電路(15)，根據(jù)來自控制電路(17)的控制信號，將Buck電流饋電推挽功率變換電路(2)輸出的交流脈沖電壓進行消幅；

Cockcroft-Walton倍壓整流濾波電路(16)，將經(jīng)消幅處理的交流脈沖電壓整流成高壓輸出，完成AC/DC變換；

第二穩(wěn)壓采樣電路(18)，采集Cockcroft-Walton倍壓整流濾波電路(16)的高壓輸出V_O，將表征高壓輸出的幅值的電壓信號V₁傳遞給控制電路(17)；

控制電路(17)，根據(jù)所述電壓信號V₁，產(chǎn)生控制信號；控制信號表征電壓信號V₁的大小；電壓信號V₁越大，消幅電路(15)的消幅幅度越大，使得輸出的高壓電源的幅度滿足設(shè)定的高壓輸出要求；

消幅電路(15)包括二極管D22～二極管D25、MOS管VM6，定義消幅電路(15)的輸入端為A1和A2，輸出端為B1和B2；A1和A2通過變壓器耦合方式從Buck電流饋電推挽功率變換電路(2)獲取交流脈沖電壓，B1和B2通過變壓器耦合方式向Cockcroft-Walton倍壓整流濾波電路輸出經(jīng)消幅處理的交流脈沖電壓；

二極管D22～二極管D25連接成橋式電路，二極管D22和二極管D24串聯(lián)、二極管D23和二極管D25串聯(lián)，串聯(lián)后的二極管組并聯(lián)；其中二極管D22和二極管D23的陽極連接在一起、二極管D24的陰極和二極管D25的陰極連接在一起、二極管D22的陰極連接二極管D24的陽極、二極管D23的陰極連接二極管D25的陽極；二極管D22的陰極和二極管D24的陽極的連接處連接其中一個輸入端A2，二極管D23的陰極和二極管D25的陽極的連接處連接其中一個輸出端B2，另一輸入端A1直接引出作為另一輸出端B1；二極管D24的陰極與二極管D25的陰極的連接處接入MOS管VM6的漏極，二極管D22的陽極與二極管D23的陽極的連接處接入MOS管VM6的源極并接地，MOS管VM6的柵極接控制電路(17)輸出的控制信號。

2.如權(quán)利要求1所述的高壓電源電路，其特征在于，所述控制電路(17)包括運算放大器N2A、供電單元、基準電壓提供單元和閉環(huán)參數(shù)補償單元；

供電單元由整流濾波單元和穩(wěn)壓單元組成；整流濾波單元通過變壓器耦合方式從Buck電流饋電推挽功率變換電路(2)獲取交流脈沖電壓，采用整流二極管D2對交流脈沖電壓進行整流后采用陶瓷電容器C50進行濾波，然后輸入到穩(wěn)壓單元和基準電壓提供單元；穩(wěn)壓單元采用穩(wěn)壓二極管DZ6對輸入信號進行穩(wěn)壓處理后，輸入到運算放大器N2A的供電端；

基準電壓提供單元采用電壓基準二極管DZ7對輸入信號進行穩(wěn)壓處理后，輸入到運算放大器N2A的同相輸入端，作為運算放大器N2A的比較閾值；

閉環(huán)參數(shù)補償單元由電阻R82*～R84*、電容C54*～C56*組成；電阻R83*串聯(lián)電容C54*的串聯(lián)電路與電阻R82*并聯(lián)，獲得的并聯(lián)電路一端連接電壓信號V₁，另一端連接運算放大器N2A的反相輸入端；同時，電阻R84*串聯(lián)電容C56*的串聯(lián)電路與電容C55*并聯(lián)，獲得的并聯(lián)電路作為反饋線路一端連接運算放大器N2A的輸出端，另一端連接運算放大器N2A的反相輸入端；

運算放大器N2A的輸出端輸出所述控制信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓電源電路，其特征在于，電壓基準二極管DZ7采用2DW232。