专利名称：一种便携式高压直流稳压电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及高压直流电源，特别涉及一种便携式高压直流稳压电源，尤其适用于超声检测、医用超声等各类需要声波发射电路的场合。
背景技术：
在超声检测系统中，超声发射通过高压脉冲激励压电换能器来实现。这就需要电路中有高压直流电源，传统的高压直流电源分为线性电源和开关电源。线性电源利用变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到直流电压，线性电源稳定度高、纹波小。但是，由于使用了工频变压器，体积庞大，而且功耗大，电源效率低、产热多，对输入电压范围要求高，不适合户外工作的超声探伤设备上的使用。开关电源是控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，一般由脉冲宽度调制(PWM)控制芯片和MOSFET构成。其体积小，重量轻，效率高。然而由于开关管的存在，使得电源的输出纹波较大，其产生的高频噪声会干扰超声回波信号。总之，这两者在应用到超声检测系统时都有各自的缺点:线性电源体积大，功耗大，不易用于便携式系统中；开关电源则纹波大，高频纹波会影响超声回波信号的接收，二者都不能满足日益增长的超声检测行业对高压直流电源便携式、低功耗、低纹波的需求。因此，亟待设计一种能提供稳定输出高压，而且体积小、纹波小、功耗低的高压直流电源。
发明内容
本发明的目的在于，为填补现阶段的线性电源和开关电源的不足，本发明提供了一种便携式高压直流稳压电源，它体积小、效率高、纹波小，可以为超声检测或医用超声系统的发射电路提供高压直流电源。超声检测系统发射电路利用高压脉冲激励超声换能器产生超声波，由于压电材料的特性，为取得理想的超声回波效率，要采用高压激励。因此，电路中需要高压直流电源为产生高压激励脉冲供电。为实现上述发明目的，本发明提供了一种便携式高压直流稳压电源，包括:整流滤波电路和稳压电路，其特征在于，还包括自激振荡电路；该自激振荡电路利用两只晶体二极管的相互抑制作用做周期性导通。作为上述技术方案的一种改进，所述的自激振荡电路包括:变压器Tl，所述的变压器Tl包括:磁芯、变压器原级线圈、第二输入线圈和输出线圈；第一晶体管Ql和第二晶体管Q2，所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的发射极连接至电感LI ;所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的集电极分别连接至变压器原级线圈，所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的基极分别连接至第二输入线圈的两端；当电源接通时，第一晶体管Ql和第二晶体管Q2通过电阻Rl均获得正向偏置而趋于导通，由于两个晶体管的特性不会完全一样，因此，其中必有一个晶体管流过的电流较大而趋于导通，同时，必定会抑制另一个晶体管的打开；最终，变压器的原级线圈感应出振荡波形，并由输出线圈输出。作为上述技术方案的又一种改进，所述的两只晶体二极管的集电极之间还设置有电容Cl。增加电容Cl以增加输出正弦波频率的稳定性。 不妨设流经Ql集电极端的电流ICl大于流经Q2集电极端的电流IC2，变压器的磁通大小与方向由ICl决定，磁通的变化会在反馈绕组上产生负的感应电势，使Q2基极的电位下降，Ql的基极电位上升，从而对Q2形成负反馈，使IC2越来越小；却对Ql形成正反馈，使ICl越来越大，合成磁通也变大，磁通的变化及感应电动势的相互作用使Ql达到饱和导通，Q2截止，此时磁通达最大值，而与磁通变化成正比的感应电动势为零。反馈绕组上的感应电动势的消失使Ql的基极电位下降，ICl也下降，电流的变化率反向弓I起磁通的变化率反向，从而导致绕组的感应电动势反向，这样引起Q2的基极电位上升，Ql的基极电位下降，从而对Ql形成负反馈，使Ql的集电极电流ICl减小；对02形成正反馈，使Q2的集电极电流IC2变大，合成磁通也随着变大，磁通的变化及感应电动势的相互作用使Q2达到饱和导通，Ql截止，此时磁通达最大值，而与磁通变化率成正比的感应电势为零。上述两个过程不断循环，在变压器的原级感应出振荡波形，谐振电容Cl的存在使振荡电路按照特定的频率进行简谐振荡，振荡频率计算如下:
权利要求
1.一种便携式高压直流稳压电源，包括:整流滤波电路和稳压电路，其特征在于，还包括自激振荡电路；该自激振荡电路利用两只晶体二极管的相互抑制作用做周期性导通。
2.根据权利要求1所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的自激振荡电路包括: 变压器Tl，所述的变压器Tl包括:磁芯、变压器原级线圈、第二输入线圈和输出线圈； 第一晶体管Ql和第二晶体管Q2，所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的发射极连接至电感LI ;所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的集电极分别连接至变压器原级线圈，所述的第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的基极分别连接至第二输入线圈的两端； 当电源接通时，第一晶体管Ql和第二晶体管Q2通过电阻Rl均获得正向偏置而趋于导通，由于两个晶体管的特性不会完全一样，因此，其中必有一个晶体管流过的电流较大而趋于导通，同时，必定会抑制另一个晶体管的打开；最终，变压器的原级线圈感应出振荡波形，并由输出线圈输出。
3.根据权利要求1或2所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的两只晶体二极管的集电极之间还设置有电容Cl。
4.根据权利要求2所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的变压器Tl采用矩形磁滞迥线的磁芯。
5.根据权利要求1所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的整流滤波电路为四个整流二极管组成的全桥整流电路，该四个整流二极管组成二极管对，其中，两个整流二极管的阳极接地，阴极接变压器的输出端；另外两个整流二极管的阳极接变压器输出端，阴极接输出线圈，作为滤波电路的输入。
6.根据权利要求5所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的二极管采用快恢复二极管。
7.根据权利要求1所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的整流滤波电路采用η型滤波电路，用于对整流后的脉动电压进行滤波，控制输出电流的大小。
8.根据权利要求1所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的稳压电路采用电流反馈式稳压电路，经电阻串联的取样电路后，取样电压与Ul放大器的基准电压进行比较，输出误差电压，误差电压采样后经放大后调整第三晶体管Q3的栅极电压，使第三晶体管Q3的源极与漏极电流IDS发生改变，源极和漏极等效电阻RDS也发生改变，反馈到振荡端继而使第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的射极电压发生改变，调整振荡输出电压，以保证输出波形的稳定。
9.根据权利要求8所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的第三晶体管Q3的漏极通过电感LI连接至第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的射极，该电感LI用于滤除高频干扰，为第三晶体管Q3的漏极提供稳定的电流。
10.根据权利要求8所述的便携式高压直流稳压电源，其特征在于，所述的取样电路采用电阻R7、电阻R8和可变电阻R9串联组成可调电压的取样电路。
全文摘要
本发明涉及一种便携式高压直流稳压电源，包括整流滤波电路和稳压电路，还包括自激振荡电路；该自激振荡电路利用两只晶体二极管的相互抑制作用做周期性导通。所述的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2，所述的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的发射极连接至电感L1；所述的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的集电极分别连接至变压器原级线圈，所述的第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的基极分别连接至第二输入线圈的两端；当电源接通时，由于两个晶体管的特性不会完全一样，因此，其中必有一个晶体管流过的电流较大而趋于导通，同时，必定会抑制另一个晶体管的打开；最终，变压器的原级线圈感应出振荡波形，并由输出线圈输出。本发明体积小、效率高、纹波小。
文档编号H02M7/217GK103187889SQ20111045159
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者王小民, 彭召斌, 毛捷, 郭成彬, 黄振俨, 张逸君, 冷涛 申请人:中国科学院声学研究所