一种高压电源的稳压稳流电路的制作方法

1.本技术涉及电源技术领域，尤其涉及一种高压电源的稳压稳流电路。


背景技术：

2.当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路
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电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。
3.现有的电源电路一般由变压器、整流管、稳压管和滤波电路等组成，但其工作原理简单，只能实现日常的电平转换，而且由于稳压管性能限制，使得电源电路存在输出电压不够稳定，变压器转换效率低，滤波电路不够完善等缺点，另外，电源中使用的基准电压不稳定也会使得输出电压波动大、不稳定。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种高压电源的稳压稳流电路，解决了现有技术中的电源电路存在输出电压稳定性差、电压波动大以及安全性低等的问题，实现了直流高压电源输出的稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全的特点。
5.本实用新型实施例提供了一种高压电源的稳压稳流电路，包括输入整流滤波电路模块、功率变换电路模块、倍压整流电路模块以及稳压控制电路模块；
6.所述输入整流滤波电路模块对输入的市电进行整流滤波，并形成310v的含工频脉动的直流电；
7.所述功率变换电路模块的输入端连接所述输入整流滤波电路模块的输出端，并将所述310v的含工频脉动的直流电变换为1000v的50khz方波脉冲的交流电；
8.所述倍压整流电路模块的输入端连接所述功率变换电路模块的输出端，并将所述1000v的交流电进行升压，且能够升压至5000v；
9.所述稳压控制电路模块的输入端连接所述倍压整流电路模块的输出端，所述稳压控制电路模块通过分压电阻对升压后的电压进行采集，并通过运放放大功率后，与参考电压进行对比，并进行环路调整；所述稳压控制电路模块的输出端连接所述功率变换电路模块的输入端，经所述环路调整后的电流通过所述功率变换电路模块进行占空比控制，进而使输出的电压闭环稳定。
10.更进一步地，还包括稳流控制电路模块，所述稳流控制电路模块的输入端连接所述稳压控制电路模块的输出端，并能够对电路中的电流进行限流。
11.更进一步地，还包括辅助电源电路模块，所述辅助电源电路模块的输出端分别连接所述功率变换电路模块、所述稳压控制电路模块以及所述稳流控制电路模块的输入端，并分别向所述功率变换电路模块、所述稳压控制电路模块以及所述稳流控制电路模块进行
供电。
12.更进一步地，所述功率变换电路模块通过变压器的匝比变换将所述310v的含工频脉动的直流电变换为1000v的50khz方波脉冲的交流电。
13.更进一步地，所述变压器采用u型变压器，且所述变压器的磁芯采用多挡墙分组绕制。
14.更进一步地，所述电路中参考电压值的输出通过光电隔离器进行隔离。
15.更进一步地，所述电路采用反激式电源拓扑或半桥或全桥电路。
16.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
17.本实用新型实施例提供的一种高压电源的稳压稳流电路，将输入输入整流滤波电路模块的市电经过整流滤波处理后变成310v的含工频脉动的直流电，然后通过功率变换电路模块将310v的直流电变换成1000v的50khz方波脉冲的交流电，再通过倍压整流电路模块进行升压处理后，通过稳压控制电路模块进行采集，经运放放大功率后与参考电压值进行比较，再送入环路控制电路中进行环路调整，最后通过功率变换电路模块中的电源控制器中进行占空比控制，从而达到使输出电压闭环稳定的效果。通过采用本实用新型的高压电源的稳压稳流电路，解决了现有技术中的电源电路存在输出电压稳定性差、电压波动大以及安全性低等的问题，实现了直流高压电源输出的稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全的特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例提供的稳压稳流电路的结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的稳压稳流电路的电路示意图；
21.图3为图2中输入整流滤波电路模块电路的放大图；
22.图4为图2中功率变换电路模块电路的放大图；
23.图5为图2中稳压控制电路模块电路的放大图；
24.图6为图2中辅助电源电路模块电路的放大图；
25.图7为图2中倍压整流电路模块电路的放大图。
26.图标：1、输入整流滤波电路模块；2、功率变换电路模块；3、倍压整流电路模块；4、稳流控制电路模块；5、辅助电源电路模块；6、稳压控制电路模块。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
29.结合图1和图2，本实用新型实施例提供了一种高压电源的稳压稳流电路，包括输入整流滤波电路模块1、功率变换电路模块2、倍压整流电路模块3以及稳压控制电路模块6；输入整流滤波电路模块1对输入的市电进行整流滤波，并形成310v的含工频脉动的直流电；功率变换电路模块2的输入端连接输入整流滤波电路模块1的输出端，并将310v的含工频脉动的直流电变换为1000v的50khz方波脉冲的交流电；倍压整流电路模块3的输入端连接功率变换电路模块2的输出端，并将1000v的交流电进行升压，且能够升压至5000v；稳压控制电路模块6的输入端连接倍压整流电路模块3的输出端，稳压控制电路模块6通过分压电阻对升压后的电压进行采集，并通过运放放大功率后，与参考电压进行对比，并进行环路调整；稳压控制电路模块6的输出端连接功率变换电路模块2的输入端，经环路调整后的电流通过功率变换电路模块2进行占空比控制，进而使输出的电压闭环稳定。
30.本实用新型实施例提供的一种高压电源的稳压稳流电路，将输入输入整流滤波电路模块1的市电经过整流滤波处理后变成310v的含工频脉动的直流电，然后通过功率变换电路模块2将310v的直流电变换成1000v的50khz方波脉冲的交流电，再通过倍压整流电路模块3进行升压处理后，通过稳压控制电路模块6进行采集，经运放放大功率后与参考电压值进行比较，再送入环路控制电路中进行环路调整，最后通过功率变换电路模块2中的电源控制器中进行占空比控制，从而达到使输出电压闭环稳定的效果。通过采用本实用新型的高压电源的稳压稳流电路，解决了现有技术中的电源电路存在输出电压稳定性差、电压波动大以及安全性低等的问题，实现了直流高压电源输出的稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全的特点。并且，采用本实用新型的电源电路，高压输出范围可达到300v～5000v，电流范围在10ua～100ma，稳流精度达到10a～6a，24小时稳流稳定度达到
±
2ua。
31.倍压整流电路模块3中，选用高压快恢复的二极管以保证耐压，选用高压瓷片电容进行储能。
32.如图1所示，本实施例的高压电源的稳压稳流电路还包括稳流控制电路模块4，稳流控制电路模块4的输入端连接稳压控制电路模块6的输出端，并能够对电路中的电流进行限流。
33.本实施例中，将稳流控制电路模块4串联在主输出回路中，根据需要的电流，控制限流电路的电流以达到稳流的作用。
34.参考图1-图7，本实施例的高压电源的稳压稳流电路还包括辅助电源电路模块5，辅助电源电路模块5的输出端分别连接功率变换电路模块2、稳压控制电路模块6以及稳流控制电路模块4的输入端，并分别向功率变换电路模块2、稳压控制电路模块6以及稳流控制
电路模块4进行供电，以保证功率变换电路模块2、稳压控制电路模块6以及稳流控制电路模块4的正常工作。
35.作为本实施例的进一步优化，功率变换电路模块2通过变压器的匝比变换将310v的含工频脉动的直流电变换为1000v的50khz方波脉冲的交流电。
36.本实施例中，具体的，电源的功率变换电路模块2采用高频电子开关将310v的含工频脉动的直流电变换为50khz方波脉冲，然后通过变压器的匝比变换升压到1000v的交流电，再通过倍压整流电路模块3进行双向倍压整流，以实现两级升压，并通过电阻分压后取样反馈的方式进行稳压，保证电路工作在线性状态，无开关噪声。
37.更优化地，变压器采用u型变压器，且变压器的磁芯采用多挡墙分组绕制。
38.本实施例中，采用多挡墙分组绕制的u型变压器，降低每个线包的输出电压，然后多级串联，使实际输出的电压达到要求。此外，还需注意的是，变压器的绕制必须考虑漆包线的耐压和绝缘的问题。
39.在实际应用当中，在稳压控制电路模块6中，参考电压值的输出通过光电隔离器进行隔离，然后送入环路控制电路进行环路调整，以保证人身安全。另外，为了进一步保证人身安全，所有的用户操作与设备之间均使用光耦进行隔离。
40.作为本实施例的进一步优化，电路采用反激式电源拓扑或半桥或全桥电路。
41.本实施例中，电路采用反激式电源拓扑或半桥或全桥电路，可以保证降低电路成本，提高电路输出电压受占空比的调制幅度，并且其电源体积小，可使其在电器领域中被广泛应用。
42.本方案基于反激式拓扑、倍压整流和脉宽控制技术，设计了一种用于电子设备的直流高压电源的稳压稳流电路，通过采用高频逆变、正负双向倍压整流以及电压电流双环控制等方法，实现了直流高压输出。发明人通过测试，结果表明，所设计的直流高压电源具有稳定性好、纹波小、可靠性高、系统安全的特点，最终输出的电压在300～5kv之间连续可调，输出电流在10ua～100ma之间可调，电源的输出电压纹波低于0.3％、稳定度优于0.12％/10h，电压调整率≤2
×
10-4
，负载调整率≤5
×
10-4
，纹波电压有效值≤1mv，温度系数≤5
×
10-5
/℃。
43.以上是实施例中的输入整流滤波电路模块1、功率变换电路模块2、倍压整流电路模块3、稳流控制电路模块4、辅助电源电路模块5以及稳压控制电路模块6的电路均采用现有技术中的电路，本实施例对其每个模块的具体电路结构不做要求。
44.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
45.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。