专利名称：由电压调节器lm723构成的自激式负极性小功率高压模块电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种广泛用于质量光谱学与固体表面分析、高能物理检测、半导体元件检测系统、环境监测及尘埃粒子计数器、医疗应用等方面仪器设备中的由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源。
背景技术：
现有的小功率高压电源产品，大多采用控制他激振荡方波的幅度、脉冲宽度(占空比)或脉冲频率等，通过驱动功率开关管及变压器，来达到稳定和调节输出高压的目的。由于开关管的控制信号为方波，其快速的导通和关断会带来很高的dv/dt和di/dt，它一方面会产生电磁干扰(EMI)，对周围仪器设备及供电电源造成污染；另一方面使输出电压的纹波噪声随之增大且很难滤除，直接影响客户系统整机检测分析的准确性。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种电路设计合理、可靠性稳定性高的由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源。本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源，包括封装在壳体内的电源电路，电源电路上焊接有数根引针，其特征在于所述电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路，所述反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接，所述整流滤波电路与反馈控制电路连接；
所述反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容Cl的正极和三极管Tl的集电极，控制芯片Ul的集电极电压端11脚和输入电压正端12脚相连并接电容Cl的正极，电容Cl的负极接输入地GND，电容C2的正极接控制芯片Ul的频率补偿端13脚，电容C2的负极分别接控制芯片Ul的信号输出端10脚和三极管Tl的基极，三极管Tl发射极分别接控制芯片Ul的电流限制端2脚和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接控制芯片Ul的电流检测端3脚，控制芯片Ul的基准电压端6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R4和电容C4并联，控制芯片Ul的反相输入端4脚分别接电阻R2的另一端、电阻R4的一端及二极管Dl的正极，电阻R4的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的同相输入端5脚分别接电阻R3的另一端、电阻Rl和电阻R5的一端、二极管Dl的负极，电阻Rl的另一端接电压调节输入端Vadj，电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端，控制芯片Ul的输入电压负端7脚接输入地 GND ；
所述振荡驱动电路中，变压器TRF初级线圈Lpl的I端分别接电阻RlO的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片Ul的电流检测端3脚，电容C3的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lpl的2端接三极管T2的集电极，变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极，变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻RlO的另一端、电阻Rll的一端及电容C5的一端，电阻Rll的另一端接二极管D2的正极，电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接输入地GND ；
所述整流滤波电路中，变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极，变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端，二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端，电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV，二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。本发明的有益效果是电路简单，易于制作；温漂小，稳定度高，输出纹波低，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易于安装。
图I为本发明的电路连接框图2为本发明的电路原理图3为本发明的外观示意图4为图3的仰视图。
具体实施例方式如图1、2、3、4所示，由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源，包括封装在壳体I内的电源电路，电源电路上焊接有数根引针2电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路，所述反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接，整流滤波电路与反馈控制电路连接。上述反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容Cl的正极和三极管Tl的集电极，控制芯片Ul的集电极电压端11脚和输入电压正端12脚相连并接电容Cl的正极，电容Cl的负极接输入地GND，电容C2的正极接控制芯片Ul的频率补偿端13脚，电容C2的负极分别接控制芯片Ul的信号输出端10脚和三极管Tl的基极，三极管Tl发射极分别接控制芯片Ul的电流限制端2脚和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接控制芯片Ul的电流检测端3脚，控制芯片Ul的基准电压端6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R4和电容C4并联，控制芯片Ul的反相输入端4脚分别接电阻R2的另一端、电阻R4的一端及二极管Dl的正极，电阻R4的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的同相输入端5脚分别接电阻R3的另一端、电阻Rl和电阻R5的一端、二极管Dl的负极，电阻Rl的另一端接电压调节输入端Vadj,电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端，控制芯片Ul的输入电压负端7脚接输入地GND。上述振荡驱动电路中，变压器TRF初级线圈Lpl的I端分别接电阻RlO的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片Ul的电流检测端3脚，电容C3的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lpl的2端接三极管T2的集电极，变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极，变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻RlO的另一端、电阻Rll的一端及电容C5的一端，电阻Rll的另一端接二极管D2的正极，电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接输入地GND。上述整流滤波电路中，变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极，变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端，二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端，电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV，二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。电路中控制芯片Ul采用高精度的电压调节器LM723，其待机电流很低，具有输入电压范围宽、输出电压可调、温漂小、稳压精度高等特点，驱动采用自激式振荡电路，在参数选配合理的条件下，可大大降低dv/dt和di/dt，该电路的工作波形稳定且无高次谐波。同时，在该模块电源的设计方面，采取如下措施确保输入、输出及控制的各个地间的独立路径；PCB布局的合理性；高频变压器的良好制作工艺等，能很好地降低EMI及输出纹波，提高电源的可靠性。另外，选用低噪声、低温漂、稳定性好的控制芯片及其它元器件，能有效地提高模块电源的长期稳定性。模块电源采用金属外壳，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。七根引针2露于壳体I外,一侧为五根引针2按直流电源输入端Vin、输入地GND、控制地GND、电压调节输入端Vadj、空脚NC顺序排列，另一侧为两根引针2，按负高压输出端-HV、高压输出地HGND顺序排列。工作原理
供电输入Vin通过调整三极管Tl发射极的输出，给振荡驱动电路供电，当振荡开关三极管T2导通时，在初级线圈Lp I上产生感应电压，通过变压器TRF耦合，在反馈线圈Lp2上产生的感应电压通过电阻R9、振荡三极管T2和电容C5形成正反馈，使初级线圈Lpl中的电流达到最大值。此后，各线圈的感应电压改变方向，反馈线圈Lp2通过电容C5、电阻R9，在振荡开关三极管T2的发射极与基极间加一反向电压，使其迅速截止，此时初级线圈Lpl中的电流为零，完成一个振荡周期。重复上述过程，形成自激振荡。电阻R10、电阻Rll及二极管D2为振荡开关三极管T2提供静态偏置。初级产生的振荡高频交流电压，通过变压器TRF耦合到其次级，并通过由电容C6、电容C7、二极管D3、二极管D4组成的二倍压整流电路，产生脉动直流高压，再经过电阻R12和电容C8滤波，输出平滑的直流高压。输出高压通过反馈电阻R5 R7获得输出高压采样信号，其与内部基准及外部调节电压Vadj —起作为反馈信号，加到控制芯片Ul的同相输入端5脚，控制芯片Ul的反相输入端4脚连接基准电压Vref，通过控制芯片Ul的信号输出端10脚，控制调整三极管Tl的输出，进而改变振荡幅度，最终稳定高压输出。当高压输出过载时，通过在电阻R8上获得的初级反射工作电流的采样信号，启动控制芯片Ul内部的保护电路，使调整三极管Tl输出电压降低，从而起到保护作用。
权利要求
1.一种由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源，包括封装在壳体(I)内的电源电路，电源电路上焊接有数根引针(2)，其特征在于所述电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路，所述反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接，所述整流滤波电路与反馈控制电路连接；所述反馈控制电路中电源输入端Vin分别接电容Cl的正极和三极管Tl的集电极，控制芯片Ul的集电极电压端11脚和输入电压正端12脚相连并接电容Cl的正极，电容Cl的负极接输入地GND，电容C2的正极接控制芯片Ul的频率补偿端13脚，电容C2的负极分别接控制芯片Ul的信号输出端10脚和三极管Tl的基极，三极管Tl发射极分别接控制芯片Ul的电流限制端2脚和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接控制芯片Ul的电流检测端3脚，控制芯片Ul的基准电压端6脚分别接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R4和电容C4并联，控制芯片Ul的反相输入端4脚分别接电阻R2的另一端、电阻R4的一端及二极管Dl的正极，电阻R4的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的同相输入端5脚分别接电阻R3的另一端、电阻Rl和电阻R5的一端、二极管Dl的负极，电阻Rl的另一端接电压调节输入端Vadj，电阻R5的另一端通过电阻R6接电阻R7的一端，控制芯片Ul的输入电压负端7脚接输入地 GND ；所述振荡驱动电路中，变压器TRF初级线圈Lpl的I端分别接电阻RlO的一端、电容C3的正极及反馈控制电路中控制芯片Ul的电流检测端3脚，电容C3的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lpl的2端接三极管T2的集电极，变压器TRF反馈线圈Lp2的3端通过电阻R9接三极管T2的基极，变压器TRF反馈线圈Lp2的4端分别接电阻RlO的另一端、电阻Rll的一端及电容C5的一端，电阻Rll的另一端接二极管D2的正极，电容C5的另一端分别与二极管D2的负极、三极管T2发射极相连并接输入地GND ；所述整流滤波电路中，变压器TRF次级线圈Ls的5端分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极，变压器TRF次级线圈Ls的6端分别接电容C6和电容C7的一端，二极管D3的正极分别接电容C6的另一端、电阻R12的一端及反馈控制电路中电阻R7的另一端，电阻R12的另一端接电容C8的一端并作为高压输出端-HV，二极管D4的负极分别与电容C8和电容C7的另一端相连并接输出地HGND。
2.根据权利要求I所述的由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源，其特征在于所述数根引针(2)露于壳体(I)外，一侧为五根引针按直流电源输入端Vin、输入地GND、控制地GND、电压调节输入端Vadj、空脚NC顺序排列，另一侧为两根引针，按负高压输出端-HV、高压输出地HGND顺序排列。
全文摘要
本发明涉及一种广泛用于质量光谱学与固体表面分析、高能物理检测、半导体元件检测系统、环境监测及尘埃粒子计数器、医疗应用等方面仪器设备中的由电压调节器LM723构成的自激式负极性小功率高压模块电源。包括封装在壳体内的电源电路，电源电路上焊接有数根引针，电源电路包括反馈控制电路、振荡驱动电路及整流滤波电路，反馈控制电路通过振荡驱动电路与整流滤波电路连接，整流滤波电路与反馈控制电路连接。本发明的有益效果是电路简单，易于制作；温漂小，稳定度高，输出纹波低，长期稳定性好；外形尺寸小，重量轻，易于安装。
文档编号H02M1/32GK102946201SQ20121047458
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者刘申, 周瑞彬, 张贵艳 申请人:东文高压电源(天津)有限公司