专利名称：正输出固定稳流型电击穿高压模块电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于燃油、燃气的高压点火，气体激光器的引燃等工业应用、 科研、医疗、航空等方面仪器设备中的正输出固定稳流型电击穿高压模块电源。
背景技术：
现有工业方面的燃油、燃气高压点火及科研、医疗、航空等领域的气体激光器等的 电击穿高压电源产品，多数为负高压输出且普遍存在电源体积较大，引燃不可靠，稳定性 差，长期工作易损坏等问题。随着科技发展，市场对正高压输出的电击穿高压模块电源的需 求越来越多，并与负高压输出产品有着相同的各项指标要求。
发明内容鉴于市场的现有需求情况，本实用新型提供了一种体积小、易于PCB安装、可靠性 及稳定性高的正输出固定稳流型电击穿高压模块电源。本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是一种正输出固定稳流型电击 穿高压模块电源，包括封装在壳体内的电源电路，电源电路上焊接有数根引线，电源电路包 括分别与控制电路相连接的稳压电路和驱动电路，其特征在于还包括高压反馈电路、电流 反馈电路及组合高压输出电路，所述驱动电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路及组合 高压输出电路连接，所述组合高压输出电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路连接；所述高压反馈电路中电阻R16与电容C12并联，电阻R16的一端通过电阻R15分 别接电容Cll和电阻R14的一端、控制芯片U3B的6脚，电阻R13与电容C23并联，控制芯 片U3B的5脚分别接电阻R13的一端和基准电压输出端Vref，电阻R13和电阻R14的另一 端相连并接输入地GND，控制芯片U3B的7脚分别接电容Cll的另一端、二极管D5的负极及 电阻Rll的一端，二极管D5的正极与电阻Rll的另一端相连并接控制电路中控制芯片Ul 的9脚；所述电流反馈电路中二极管D6和二极管D7同向串联后与电阻R20和电容C22并 联，二极管D7的正极接高压输出地HVG，二极管D6的负极通过电阻R17分别接电容C10、电 阻R12和电阻R18的一端，电阻R18的另一端接控制芯片U3A的3脚，电阻R12的另一端接 基准电压输出端Vref，控制芯片U3A的2脚分别接电容C9和电阻R19的一端，电阻R19的 另一端与电容ClO的另一端相连并接输入地GND，控制芯片U3A的1脚分别接电容C9的另 一端和二极管D4的负极，二极管D4的正极接控制电路中控制芯片Ul的9脚，控制芯片U3A 的4脚接输入地GND，控制芯片U3A的8脚接内部供电端Vcc ；所述组合高压输出电路中变压器TRF2次级高压线圈Ls的1端分别接电容C19和 电容C13的一端，电容C19的另一端分别接二极管D15的负极和二极管D16的正极，二极 管D15的正极分别接电容C20的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C20的 另一端分别接二极管D16的负极、电容C21的一端、电阻R21的一端、高压反馈电路中电阻 R16的另一端，电容C21的另一端分别接变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端和电流反馈电
3路中二极管D6的负极，电阻R21的另一端接二极管D8的正极，电阻R24和电阻R25并联， 二极管D8的负极分别接电阻R22和电阻R24的一端，电阻R24的另一端接组合正高压输出 端+HV. Out,电容C13的另一端分别接电容C14的一端、二极管D9的负极和二极管DlO的 正极，电容C14的另一端分别接电容C15的一端、二极管Dll的负极和二极管D12的正极， 电容C15的另一端分别接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D9的正极分别接 电容C16的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C16的另一端分别接二极管 DlO的负极、二极管Dll的正极和电容C17的一端，电容C17的另一端分别接二极管D12的 负极、二极管D13的正极和电容C18的一端，电容C18的另一端分别接二极管D14的负极和 电阻R23的一端，电阻R23的另一端与电阻R22的另一端相连；所述数根引线(2)露于外， 一侧为二根引线，按直流供电输入端+Vin、输入地GND顺序排列，另一侧为二根引线，按组 合正高压输出端+HV. Out、高压输出地HVG顺序排列。本实用新型的有益效果是引燃、维持两高压合二为一输出，使用方便；具有输出 过压保护；负载引燃后输出电流为固定恒流输出，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易 于PCB安装。
图1为本实用新型的外观示意图。图2为图1的左视图。图3为图1的右视图。图4为本实用新型的电路连接框图。图5为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，正输出固定稳流型电击穿高压模块电源，包括封装在壳体1 内的电源电路，电源电路上焊接有数根输入供电线和高压输出引线2，电源电路包括分别与 控制电路相连接的稳压电路和驱动电路，还包括高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压 输出电路，驱动电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压输出电路连接，组合高 压输出电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路连接；高压反馈电路中电阻R16与电容C12并联，电阻R16的一端通过电阻R15分别接电 容Cll和电阻R14的一端、控制芯片U3B的6脚，电阻R13与电容C23并联，控制芯片U3B的 5脚分别接电阻R13的一端和基准电压输出端Vref，电阻R13和电阻R14的另一端相连并 接输入地GND，控制芯片U3B的7脚分别接电容Cll的另一端、二极管D5的负极及电阻Rll 的一端，二极管D5的正极与电阻Rll的另一端相连并接控制电路中控制芯片Ul的9脚；电流反馈电路中二极管D6和二极管D7同向串联后与电阻R20和电容C22并联， 二极管D7的正极接高压输出地HVG，二极管D6的负极通过电阻R17分别接电容C10、电阻 R12和电阻R18的一端，电阻R18的另一端接控制芯片U3A的3脚，电阻R12的另一端接基 准电压输出端Vref，控制芯片U3A的2脚分别接电容C9和电阻R19的一端，电阻R19的另 一端与电容ClO的另一端相连并接输入地GND，控制芯片U3A的1脚分别接电容C9的另一 端和二极管D4的负极，二极管D4的正极接控制电路中控制芯片Ul的9脚，控制芯片U3A
4的4脚接输入地GND，控制芯片U3A的8脚接内部供电端Vcc ；组合高压输出电路中变压器TRF2次级高压线圈Ls的1端分别接电容C19和电容 C13的一端，电容C19的另一端分别接二极管D15的负极和二极管D16的正极，二极管D15 的正极分别接电容C20的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C20的另一端分 别接二极管D16的负极、电容C21的一端、电阻R21的一端、高压反馈电路中电阻R16的另 一端，电容C21的另一端分别接变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端和电流反馈电路中二 极管D6的负极，电阻R21的另一端接二极管D8的正极，电阻R24和电阻R25并联，二极管 D8的负极分别接电阻R22和电阻R24的一端，电阻R24的另一端接组合正高压输出端+HV. Out,电容C13的另一端分别接电容C14的一端、二极管D9的负极和二极管DlO的正极，电 容C14的另一端分别接电容C15的一端、二极管Dll的负极和二极管D12的正极，电容C15 的另一端分别接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D9的正极分别接电容C16 的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C16的另一端分别接二极管DlO的负 极、二极管Dll的正极和电容C17的一端，电容C17的另一端分别接二极管D12的负极、二 极管D13的正极和电容C18的一端，电容C18的另一端分别接二极管D14的负极和电阻R23 的一端，电阻R23的另一端与电阻R22的另一端相连；采用由控制芯片Ul、驱动变压器TRFl、三极管Tl、三极管T2及振荡变压器TRF2的 初级线圈等组成的推挽式振荡电路，固定振荡频率，通过调节、控制脉冲宽度，达到稳定输 出的目的。电路结构简单，引燃、维持两高压合二为一输出，两者自动切换。具有输出过压 保护，且引燃后为固定恒流输出。选用低噪声、低温漂、稳定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局，确保 各信号的独立路径，减小各信号间的相互串扰；在变压器线包结构工艺、装配工艺及高压绝 缘处理等方面有严格要求，确保电源长期的可靠性及稳定性。该电击穿高压模块电源采用金属外壳，壳体的四角有过孔，便于用户的安装；外加 全敷铜PCB盖板，并将壳体接地，有很好的电磁屏蔽作用，提高电源的抗干扰能力。数根引线2露于壳体1外，一侧为二根引线，按直流供电输入端+Vin、输入地GND 顺序排列，另一侧为二根引线，按组合正高压输出端+HV. Out、高压输出地HVG顺序排列。工作原理电源电路的核心部分采用PWM集成控制芯片U1，它的工作频率高，工作 电压范围宽，图腾柱式输出结构，与驱动电路构成推挽式DC/DC变换器电路。从控制芯片Ul的11脚和14脚双端输出的PWM振荡脉冲信号，直接连接隔离驱动 变压器TRF1，该变压器既能使次级电平位移，又能与主变换器电路隔离，通过耦合驱动MOS 功率三极管Tl和T2。在主变压器的初级线圈中产生的高频振荡脉冲电压，通过开关变压器TRF2耦合 到其次级，次级的高压线圈分两路升压，一路输出高压很高，作为引燃高压；另一路输出较 低的工作维持高压。当负载被击穿前，高压输出高于维持高压，二极管D8反向，高压输出很 高；当负载被击穿后，高压功率输出自动切换，由维持电压通过电阻R21及二极管D8来提{共。在电容C21上输出的维持高压通过由误差放大器U3B等组成的高压反馈电路，控 制集成控制器Ul的9脚，从而限制功率输出时的输出最高电压；在电阻R20上获得的输出 电流采样信号，通过由误差放大器U3A等组成的电流反馈电路，同样控制集成控制器Ul的
59脚，达到稳定输出电流的目的。
权利要求一种正输出固定稳流型电击穿高压模块电源，包括封装在壳体(1)内的电源电路，电源电路上焊接有数根引线(2)，电源电路包括分别与控制电路相连接的稳压电路和驱动电路，其特征在于还包括高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压输出电路，所述驱动电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压输出电路连接，所述组合高压输出电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路连接；所述高压反馈电路中电阻R16与电容C12并联，电阻R16的一端通过电阻R15分别接电容C11和电阻R14的一端、控制芯片U3B的6脚，电阻R13与电容C23并联，控制芯片U3B的5脚分别接电阻R13的一端和基准电压输出端Vref，电阻R13和电阻R14的另一端相连并接输入地GND，控制芯片U3B的7脚分别接电容C11的另一端、二极管D5的负极及电阻R11的一端，二极管D5的正极与电阻R11的另一端相连并接控制电路中控制芯片U1的9脚；所述电流反馈电路中二极管D6和二极管D7同向串联后与电阻R20和电容C22并联，二极管D7的正极接高压输出地HVG，二极管D6的负极通过电阻R17分别接电容C10、电阻R12和电阻R18的一端，电阻R18的另一端接控制芯片U3A的3脚，电阻R12的另一端接基准电压输出端Vref，控制芯片U3A的2脚分别接电容C9和电阻R19的一端，电阻R19的另一端与电容C10的另一端相连并接输入地GND，控制芯片U3A的1脚分别接电容C9的另一端和二极管D4的负极，二极管D4的正极接控制电路中控制芯片U1的9脚，控制芯片U3A的4脚接输入地GND，控制芯片U3A的8脚接内部供电端Vcc所述组合高压输出电路中变压器TRF2次级高压线圈Ls的1端分别接电容C19和电容C13的一端，电容C19的另一端分别接二极管D15的负极和二极管D16的正极，二极管D15的正极分别接电容C20的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C20的另一端分别接二极管D16的负极、电容C21的一端、电阻R21的一端、高压反馈电路中电阻R16的另一端，电容C21的另一端分别接变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端和电流反馈电路中二极管D6的负极，电阻R21的另一端接二极管D8的正极，电阻R24和电阻R25并联，二极管D8的负极分别接电阻R22和电阻R24的一端，电阻R24的另一端接组合正高压输出端+HV.Out，电容C13的另一端分别接电容C14的一端、二极管D9的负极和二极管D10的正极，电容C14的另一端分别接电容C15的一端、二极管D11的负极和二极管D12的正极，电容C15的另一端分别接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D9的正极分别接电容C16的一端和变压器TRF2次级高压线圈Ls的2端，电容C16的另一端分别接二极管D10的负极、二极管D11的正极和电容C17的一端，电容C17的另一端分别接二极管D12的负极、二极管D13的正极和电容C18的一端，电容C18的另一端分别接二极管D14的负极和电阻R23的一端，电阻R23的另一端与电阻R22的另一端相连；
2.根据权利要求1所述的正输出固定稳流型电击穿高压模块电源，其特征在于所述 数根引线(2)露于壳体(1)外，一侧为二根引线(2)，按直流供电输入端+Vin、输入地GND顺 序排列，另一侧为二根引线⑵，按组合正高压输出端+HV. Out、高压输出地HVG顺序排列。
专利摘要本实用新型涉及一种正输出固定稳流型电击穿高压模块电源，正输出固定稳流型电击穿高压模块电源，包括封装在壳体内的电源电路，电源电路上焊接有数根引线，电源电路包括分别与控制电路相连接的稳压电路和驱动电路，还包括高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压输出电路，驱动电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路及组合高压输出电路连接，组合高压输出电路分别与高压反馈电路、电流反馈电路连接；本实用新型的有益效果是引燃、维持两高压合二为一输出，使用方便；具有输出过压保护；负载引燃后输出电流为固定恒流输出，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易于PCB安装。
文档编号H02M1/32GK201699590SQ201020215288
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者于亮, 刘云滨, 殷生鸣 申请人:天津市东文高压电源厂