专利名称：一种由tl5001a构成的正极性可调高压电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种应用于光谱分析、环境监测、生物技术及医疗等方面仪器设备中的ー种由TL5001A构成的正极性可调高压电源电路。
背景技术：
市场上的小功率高压电源产品种类繁多、用途广泛，但许多电源产品在电路形式上存在着千篇一律、无有新意，功能少，产品结构也大同小异。随着电子科技的发展，客户对小功率高压电源的需求不断増加，同时也对其技术性能等提出更高的要求，体积超小、重量轻、功能多、性能稳定可靠、使用方便成为该领域高压电源产品的发展趋势。
发明内容鉴于现有技术存在的不足，及目前市场的需求情况，本实用新型提供ー种脉宽调制控制、多功能、性能稳定可靠，使用方便的ー种由TL5001A构成的正极性可调高压电源电路。本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是ー种由TL5001A构成的正极性可调高压电源电路，它包括高压输出整流滤波电路、过流保护电路，其特征在于还包括驱动控制电路、高压反馈控制电路、输出使能控制电路，所述高压输出整流滤波电路分别通过高压反馈控制电路、过流保护电路与驱动控制电路连接，所述驱动控制电路与高压输出整流滤波电路连接，所述输出使能控制电路与高压反馈控制电路连接；所述驱动控制电路中，控制芯片Ul的电压输出端I脚通过电阻R2分别接电阻Rl的一端、三极管Ql的栅极，电容C3和电容C4并联，电容C3的负极接输入地GND，控制芯片Ul的供电端2脚分别接电感LI的一端、电容C3的正极、ニ极管D5的负极、三极管Ql的源极、电阻Rl的另一端，三极管 Ql的漏极分别接电容C2的一端、变压器TRF初级线圈LPl的2脚，ニ极管D5的正极分别接电容Cl的一端、变压器TRF初级线圈LP2的3脚，变压器TRF初级线圈LPl的I脚分别与变压器TRF初级线圈LP2的4脚、电容Cl和C2的另一端相连并接输入地GND，输入供电电压+Vin分别接电容C5的一端、电感LI的另一端，电容C5的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的补偿端3脚接电容C7的一端，电容C7的另一端通过电阻R4分别接电容C8的一端、控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C8的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的短路保护端5脚接电容C6的正极，电容C6的负极接输入地GND，控制芯片Ul的定时电阻端7脚通过电阻R3接输入地GND，电阻R5与电容C9并联，控制芯片Ul的死区时间控制端6脚分别接电容C9的一端、过流保护电路中三极管Q2的集电极，电容C9的另ー端与控制芯片Ul的接地端8脚相连并接输入地GND ；所述高压反馈控制电路中，控制芯片U3A的反相输入端2脚与其输出端I脚相连后通过电阻R9接控制芯片U2B的同相输入端5脚，电容C18与电阻R8并联，控制芯片U3A的同相输入端3脚分别接电阻R8和电阻R7的一端、电容C17的一端，电阻R8的另一端接输入地GND，电阻R7的另一端通过电阻R6接高压输出整流滤波电路中的高压输出端+H. V，电容C17的另一端接高压输出整流滤波电路中二极管D3的正极，控制芯片U3A的4脚接输入地GND，控制芯片U3A的8脚接输入供电电压+Vin，控制芯片U2B的反相输入端6脚分别接电阻RlO和电阻Rll的一端，电阻RlO的另一端接输入地GND，控制芯片U2B的输出端7脚分别接控制芯片U2A的同相输入端3脚、电阻R14的一端、电阻Rll的另一端，电阻R14的另一端接输出监测端Vd,控制芯片U2A的输出端I脚分别接电阻R12和电容C19的一端，电阻R12的另一端接驱动控制电路中控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C19的另一端通过电阻R13分别接控制芯片U2A的反相输入端2脚、电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别接电容C20和电阻R16的一端，电阻R16的另一端接输出调节控制端Vadj，电容C20的另一端接输入地GND，控制芯片U2A的4脚接输入地GND，控制芯片U2A的8脚接输入供电电压+Vin ；所述输出使能控制电路中，控制芯片U3B的同相输入端5脚分别接电阻R18和电阻R19及电容C21的一端，电容C21的另一端接输入供电电压端+Vin，可调基准源U4的控制端I脚与阴极3脚相连，并分别接电容C22的正极、电阻R17的一端、电阻R18的另一端，同时作为基准电压端Vref，电容C22的负极与可调基准源U4的阳极2脚及电阻R19的另一端相连并接输入地GND，电阻R17的另一端接输入供电电压端+Vin，控制芯片U3B的反相输入端6脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接电阻R21的一端并作为输出使能端EN，电阻R21的另一端接基准电压端Vref，控制芯片U3B的输出端7脚通过电阻R22接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接输入地GND，三极管Q3的集电极接高压反馈控制电路中电容C20的非接地端。本实用新型的有益效果是电路结构简单、新颖，易于小型化；完全的PWM功率控制，主控芯片TL5001A纳入了单片芯片的所有功能所需的PWM控制电路；电路具有基准输出、使能控制、输出调节、输出监控、过流短路保护等功能；输入电压范围宽，长期工作性能
稳定可靠。
图1为本实用新型的电路连接框图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种由TL500IA构成的正极性可调高压电源电路，它包括高压输出整流滤波电路、过流保护电路，还包括驱动控制电路、高压反馈控制电路、输出使能控制电路，高压输出整流滤波电路分别通过高压反馈控制电路、过流保护电路与驱动控制电路连接，驱动控制电路与高压输出整流滤波电路连接，输出使能控制电路与高压反馈控制电路连接。上述驱动控制电路中，控制芯片Ul的电压输出端I脚通过电阻R2分别接电阻Rl的一端、三极管Ql的栅极，电容C3和电容C4并联，电容C3的负极接输入地GND，控制芯片Ul的供电端2脚分别接电感LI的一端、电容C3的正极、二极管D5的负极、三极管Ql的源极、电阻Rl的另一端，三极管Ql的漏极分别接电容C2的一端、变压器TRF初级线圈LPl的2脚，二极管D5的正极分别接电容Cl的一端、变压器TRF初级线圈LP2的3脚，变压器TRF初级线圈LPl的I脚分别与变压器TRF初级线圈LP2的4脚、电容Cl和C2的另一端相连并接输入地GND，输入供电电压+Vin分别接电容C5的一端、电感LI的另一端，电容C5的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的补偿端3脚接电容C7的一端，电容C7的另一端通过电阻R4分别接电容C8的一端、控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C8的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的短路保护端5脚接电容C6的正极，电容C6的负极接输入地GND，控制芯片Ul的定时电阻端7脚通过电阻R3接输入地GND，电阻R5与电容C9并联，控制芯片Ul的死区时间控制端6脚分别接电容C9的一端、过流保护电路中三极管Q2的集电极，电容C9的另ー端与控制芯片Ul的接地端8脚相连并接输入地GND ；上述高压反馈控制电路中，控制芯片U3A的反相输入端2脚与其输出端I脚相连后通过电阻R9接控制芯片U2B的同相输入端5脚，电容C18与电阻R8并联，控制芯片U3A的同相输入端3脚分别接电阻R8和电阻R7的一端、电容C17的一端，电阻R8的另一端接输入地GND，电阻R7的另一端通过电阻R6接高压输出整流滤波电路中的高压输出端+H. V，电容C17的另一端接高压输出整流滤波电路中二极管D3的正极，控制芯片U3A的4脚接输入地GND，控制芯片U3A的8脚接输入供电电压+Vin，控制芯片U2B的反相输入端6脚分别接电阻RlO和电阻Rll的一端，电阻RlO的另一端接输入地GND，控制芯片U2B的输出端I脚分别接控制芯片U2A的同相输入端3脚、电阻R14的一端、电阻Rll的另一端，电阻R14的另一端接输出监测端Vd,控制芯片U2A的输出端I脚分别接电阻R12和电容C19的一端，电阻R12的另一端接驱动控制电路中控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C19的另一端通过电阻R13分别接控制芯片U2A的反相输入端2脚、电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别接电容C20和电阻R16的一端，电阻R16的另一端接输出调节控制端Vadj，电容C20的另ー端接输入地GND，控制芯片U2A的4脚接输入地GND，控制芯片U2A的8脚接输入供电电压+Vin ；上述输出使能控制电路中，控制芯片U3B的同相输入端5脚分别接电阻R18和电阻R19及电容C21的一端，电容C21的另一端接输入供电电压端+Vin，可调基准源U4的控制端I脚与阴极3脚相连，并分别接电容C22的正扱、电阻R17的一端、电阻R18的另一端，同时作为基准电压端Vref，电容C22的负极与可调基准源U4的阳极2脚及电阻R19的另ー端相连并接输入地GND，电阻R17的另一端接输入供电电压端+Vin，控制芯片U3B的反相输入端6脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接电阻R21的一端并作为输出使能端EN，电阻R21的另一端接基准电压端Vref，控制芯片U3B的输出端7脚通过电阻R22接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接输入地GND，三极管Q3的集电极接高压反馈控制电路中电容C20的非接地端；PWM控制电路芯片Ul的型号为TL5001A ;放大器U2、U3的型号为LM358。主控芯片Ul为完全的脉宽调制功率控制电路，该芯片引脚虽少，但功能全，其内部具有欠压锁定、短路保护等电路，3. 6V 40V的宽输入电压范围，对外具有死区时间、エ作频率、短路保护、频率补偿、输出反馈等控制端。该电源电路的驱动部分采用单端反激式，并加有峰值吸收电路，整体电路结构简单、新颖且易于小型化，对外有多个功能引出端，方便用户使用。工作原理电源电路的核心控制芯片Ul采用完全的脉宽调制(PWM)集成控制电路芯片。该芯片的特点是3. 6V 40V的宽输入电压范围；20KHz 500 KHz的工作频率范围；内部包含一个误差放大器、一个稳压器、一个晶振、一个带有死区时间控制输入端的PWM比较器、有欠压锁定和短路保护、集电极开路的输出晶体管；超范围的死区时间控制；±3%误差的基准电压等。控制芯片Ul的I脚输出的P丽控制信号，通过P沟MOS开关三极管Ql驱动高频变压器TRF初级线圈Lpl，高频脉冲电流在其两端产生感应电势，并通过变压器TRF耦合到次级。次级线圈Lsl两端得到的高频脉冲电压，通过由二极管DfD4及电容ClfCie等组成的高压输出整流滤波电路后输出高压。输出高压在电阻R8上得到输出电压的采样信号，通过放大器U3A构成的跟随器，经放大器U2B的同相放大后,一方面作为输出电压的监测信号电压Vd输出；另一方面送到误差放大器U2A的同相输入端，与输出调节电压Vadj —起，控制U2A的输出，进而通过Ul的反馈端4脚，控制Ul输出脉冲的占空比，最终达到稳定输出电压的目的。当输出电流很小时，电阻R23两端的电压不足以使三极管Q2导通，Ul的6脚(死区时间控制端)DTC端为相对高电位；随着输出电流的增加，电阻R23两端的电压增加，从而使三极管Q2的集电极电位下降，即Ul的6脚DTC端电位下降，达到限制输出电流的目的。当使能端EN悬空时，放大器U3B输出为低电位，三极管Q3截止，对输出调节电压Vadj无影响，正常输出；当使能端EN接地时，放大器U3B输出为高电位，三极管Q3导通，从而关闭输出调节电压Vadj，此时无高压输出。另外，电阻R3决定Ul的工作频率，电容C17的作用是提高该高压电源电路的动态响应。
权利要求1.一种由TL5001A构成的正极性可调高压电源电路，它包括高压输出整流滤波电路、 过流保护电路，其特征在于还包括驱动控制电路、高压反馈控制电路、输出使能控制电路， 所述高压输出整流滤波电路分别通过高压反馈控制电路、过流保护电路与驱动控制电路连接，所述驱动控制电路与高压输出整流滤波电路连接，所述输出使能控制电路与高压反馈控制电路连接；所述驱动控制电路中，控制芯片Ul的电压输出端I脚通过电阻R2分别接电阻Rl的一端、三极管Ql的栅极，电容C3和电容C4并联，电容C3的负极接输入地GND，控制芯片Ul的供电端2脚分别接电感LI的一端、电容C3的正极、二极管D5的负极、三极管Ql的源极、电阻Rl的另一端，三极管Ql的漏极分别接电容C2的一端、变压器TRF初级线圈LPl的2脚， 二极管D5的正极分别接电容Cl的一端、变压器TRF初级线圈LP2的3脚，变压器TRF初级线圈LPl的I脚分别与变压器TRF初级线圈LP2的4脚、电容Cl和C2的另一端相连并接输入地GND,输入供电电压+Vin分别接电容C5的一端、电感LI的另一端，电容C5的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的补偿端3脚接电容C7的一端，电容C7的另一端通过电阻R4 分别接电容C8的一端、控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C8的另一端接输入地GND，控制芯片Ul的短路保护端5脚接电容C6的正极，电容C6的负极接输入地GND，控制芯片Ul的定时电阻端7脚通过电阻R3接输入地GND，电阻R5与电容C9并联，控制芯片Ul的死区时间控制端6脚分别接电容C9的一端、过流保护电路中三极管Q2的集电极，电容C9的另一端与控制芯片Ul的接地端8脚相连并接输入地GND ；所述高压反馈控制电路中，控制芯片U3A的反相输入端2脚与其输出端I脚相连后通过电阻R9接控制芯片U2B的同相输入端5脚，电容C18与电阻R8并联，控制芯片U3A的同相输入端3脚分别接电阻R8和电阻R7的一端、电容C17的一端，电阻R8的另一端接输入地GND，电阻R7的另一端通过电阻R6接高压输出整流滤波电路中的高压输出端+H. V，电容 C17的另一端接高压输出整流滤波电路中二极管D3的正极，控制芯片U3A的4脚接输入地 GND，控制芯片U3A的8脚接输入供电电压+Vin，控制芯片U2B的反相输入端6脚分别接电阻RlO和电阻Rll的一端，电阻RlO的另一端接输入地GND，控制芯片U2B的输出端7脚分别接控制芯片U2A的同相输入端3脚、电阻R14的一端、电阻Rll的另一端，电阻R14的另一端接输出监测端Vd，控制芯片U2A的输出端I脚分别接电阻R12和电容C19的一端，电阻R12的另一端接驱动控制电路中控制芯片Ul的反馈端4脚，电容C19的另一端通过电阻 R13分别接控制芯片U2A的反相输入端2脚、电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别接电容C20和电阻R16的一端，电阻R16的另一端接输出调节控制端Vadj，电容C20的另一端接输入地GND，控制芯片U2A的4脚接输入地GND，控制芯片U2A的8脚接输入供电电压+Vin ；所述输出使能控制电路中，控制芯片U3B的同相输入端5脚分别接电阻R18和电阻R19 及电容C21的一端，电容C21的另一端接输入供电电压端+Vin，可调基准源U4的控制端I 脚与阴极3脚相连，并分别接电容C22的正极、电阻R17的一端、电阻R18的另一端，同时作为基准电压端Vref，电容C22的负极与可调基准源U4的阳极2脚及电阻R19的另一端相连并接输入地GND，电阻R17的另一端接输入供电电压端+Vin，控制芯片U3B的反相输入端6 脚接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接电阻R21的一端并作为输出使能端EN，电阻R21 的另一端接基准电压端Vref，控制芯片U3B的输出端7脚通过电阻R22接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接输入地GND，三极管Q3的集电极接高压反馈控制电路中电容C20的非接地端 。
专利摘要本实用新型涉及一种由TL5001A构成的正极性可调高压电源电路。它包括高压输出整流滤波电路、过流保护电路，还包括驱动控制电路、高压反馈控制电路、输出使能控制电路，高压输出整流滤波电路分别通过高压反馈控制电路、过流保护电路与驱动控制电路连接，驱动控制电路与高压输出整流滤波电路连接，输出使能控制电路与高压反馈控制电路连接；本实用新型的有益效果是电路结构简单、新颖，易于小型化；完全的PWM功率控制，主控芯片TL5001A纳入了单片芯片的所有功能所需的PWM控制电路；电路具有基准输出、使能控制、输出调节、输出监控、过流短路保护等功能；输入电压范围宽，长期工作性能稳定可靠。
文档编号H02M3/335GK202889203SQ201220619000
公开日2013年4月17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