[發明專利]一種高精度高壓模塊

有效

• 申請號: 201511004952.1
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105553276B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陳育新;趙衛東
• 申請（專利權）人: 天津市森特爾新技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

本發明涉及一種高精度高壓模塊，用于滿足各種科學儀器或者工業生產設備中的高壓電源供給。輸入控制電路依次通過比較控制電路、脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器和倍壓電路與濾波電路連接，所述倍壓電路的輸出通過分壓反饋電路與比較控制電路連接，低壓供電電源與比較控制電路連接；采用24V低壓電源供電，通過脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器，將24V電壓倍壓為500V的直流高壓，再通過多級倍壓電路，將其升壓到3000V的直流高壓輸出，通過濾波電路，將整個電路的紋波控制在40mV以內。效果是：高壓體積小巧，抗電磁干擾能力強，輸出紋波低，具有高精度，高穩定性，可制備便攜式高壓電源的特點。

技術領域

本發明涉及一種高精度高壓模塊，不但可以單個模塊制備便攜式高壓電源，也可以通過陣列組合實現多路高壓電源輸出。用于滿足各種科學儀器或者工業生產設備中的高壓電源供給。

背景技術

高壓電源在關乎國計民生的各個領域都有廣泛的應用。在油煙凈化、空氣凈化，靜電噴涂，半導體制造設備，真空/等離子處理工藝，各種科學分析儀器設備，醫療學診斷和治療系統中，都會直接或者間接使用各種高壓電源。尤其是在科學研究中，粒子加速器、自由電子激光、中子源、回旋加速源器、電容電感脈沖發生網絡、Marx高壓脈沖發生器、電容充電器等都需要各種不同性能指標的高壓電源（功率，功耗，紋波等）。

在核電子學與核探測器領域，在高能物理實驗、核電子學與核探測器研制過程中，會使用大量的高精度、大動態范圍、高穩定性的各種高壓電源。

比如在一些關鍵器件測試研究過程中，如果發生高壓組件短路打火的情況，或者高壓電源供電方式不合理，抑或輸出控制方式不當，都極易使設備受損，由此導致設備和樣管損壞。為此，測試過程中，要合理選擇高壓的工作模式：獨立隔離，共地保護等。急迫需要一款高穩定性，高精度，多路輸出，抗干擾能力強的電源。

同時，對于一些大型核物理實驗和高能物理實驗，對多路可編程控制高壓電源的要求更高，不但要求對單個高壓通道進行可編程邏輯控制，更要求單路高壓性能的穩定性和可靠性。

對于大型陣列高壓輸出電源，其核心元器件就是單路高壓模塊，為此，需要設計一款高精度高壓模塊電源，以適應用戶需要。

發明內容

鑒于現有技術的狀況及基于科學研究的需求，提供了一種高精度高壓模塊，使用24V低壓供電電路，通過脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器，將24V電壓倍壓為500V的直流高壓，再通過倍壓電路，將其升壓最高可達5000V的直流高壓輸出，通過特殊額濾波電路，可將整個電路的紋波控制在40mV以內。

本發明為實現上述目的，所采用的技術方案是：

一種高精度高壓模塊，包括輸入控制電路、脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器、倍壓電路、濾波電路、分壓反饋電路，其特征在于：還包括比較控制電路、低壓供電電源，所述輸入控制電路依次通過比較控制電路、脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器和倍壓電路與濾波電路連接，所述倍壓電路的輸出通過分壓反饋電路與比較控制電路連接，低壓供電電源與比較控制電路連接；

采用24V低壓電源供電，通過脈沖振蕩功放電路、升壓變壓器，將24V電壓倍壓為500V的直流高壓，再通過多級倍壓電路，將其升壓到最高可達3000V的直流高壓輸出；通過多級濾波電路，將整個電路的紋波控制在40mV以內；

所述比較控制電路的具體連接為：運算放大器U1的同相輸入端3腳分別接二極管D3的正極、電阻R2、電阻R6的一端，反相輸入端2腳分別接二極管D3的負極、電阻R3的一端、電容C1的負極，電阻R6的另一端接電阻R7的一端，電阻R2、電阻R3的另一端接地，運算放大器U1的輸出端6腳分別接電容C1的正極、電阻R4的一端，運算放大器U1的負電源端4腳接地，電源端7腳分別接二極管D4的負極、電容C8的一端，電容C8的另一端接地，二極管D4的正極分別接三極管 Q2的發射極及+24V電源，三極管 Q2的基極接三極管 Q3的集電極，三極管Q3的基極接電阻R4的另一端，三極管 Q3的發射極通過穩壓管DZ1接地；