一种磁控管高压电源的控制电路的制作方法

本发明涉及磁控管的电源电路设计领域，具体涉及一种磁控管高压电源的控制电路。

背景技术：

1、实际应用中，一般会使用高压的阳极驱动电源驱动大功率磁控管，而磁控管阳极谐振腔输入参数要求大电压小电流，因此要求阳极驱动电源输出较稳定的电流，以此控制磁控管功率的稳定输出。

2、而现有的阳极驱动电源一般是通过主控芯片配合相应程序实现对电源输出的调节，即通过将后级输出反馈给主控芯片再控制开关管驱动芯片来进行调节，然而在这种方式下，通过主控芯片的程序来调节往往会受到通信协议的影响，导致调节不精准进而影响电源输出电流和输出电压的稳定性。

3、因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磁控管高压电源的控制电路，不受通信协议影响，利用对igbt元件栅极脉冲频率的补偿作用，实现电源稳压和稳流，以此达到提高电源输出电流和输出电压稳定性的效果。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种磁控管高压电源的控制电路，包括主功率模块，所述主功率模块用于为磁控管阳极谐振腔供电，所述主功率模块设置有igbt元件；所述磁控管高压电源的控制电路还包括：

4、反馈调节模块，所述反馈调节模块包括电流调节模块、电压调节模块和igbt驱动模块，所述电流调节模块、所述igbt驱动模块和所述主功率模块构成第一回路；所述电压调节模块、所述igbt驱动模块和所述主功率模块构成第二回路；所述电流调节模块用于采集所述主功率模块对所述磁控管阳极谐振腔的供电电流并根据所述供电电流改变自身输出端的电位；所述电压调节模块用于采集所述主功率模块对所述磁控管阳极谐振腔的供电电压并根据所述供电电压改变自身输出端的电位；

5、所述igbt驱动模块用于根据所述电流调节模块输出端的电位变化或所述电压调节模块输出端的电位变化控制所述igbt元件的栅极脉冲频率。

6、本发明提供的磁控管高压电源的控制电路，利用电流调节模块和电压调节模块采集电压和电流，根据电压或电流调节输出端的电位以此替换现有技术的主控芯片实现对供电电压或供电电流的反馈调节，但不受通信协议的影响，达到电源输出电流和输出电压更加稳定的效果。

7、进一步的，所述主功率模块还包括电压采样电阻；

8、所述电压调节模块包括第一可调增益仪表放大器、第五电容、第五电阻、第六电阻、第二稳压二极管、第七电阻、第六电容、第七电容和第二放大器；

9、其中，所述电压采样电阻的一端与所述第一可调增益仪表放大器的vina-引脚连接且另一端与所述第一可调增益仪表放大器的vina+引脚连接；所述第一可调增益仪表放大器通过vcc引脚和vee引脚接入电源电压；所述第一可调增益仪表放大器的voa引脚分别与sensea引脚和refa引脚连接，且所述第五电容连接在所述第一可调增益仪表放大器的voa引脚与refa引脚之间；所述第一可调增益仪表放大器的refa引脚接地；所述第一可调增益仪表放大器的voa引脚还与所述第六电阻的一端连接；所述第六电阻的另一端与所述第二放大器的阴极连接；所述第二放大器的阳极接地；所述第二放大器接入电源电压；所述第五电阻的其中一端接入基准电压，且另一端与所述第二放大器的阴极连接；所述第七电容通过所述第二放大器的阴极和第二放大器的输出端与所述第二放大器并联连接；所述第七电阻与所述第六电容串联连接后通过所述第二放大器的阴极和第二放大器的输出端与所述第二放大器并联连接；所述第二稳压二极管通过所述第二放大器的阴极和第二放大器的输出端与所述第二放大器并联连接。

10、对电压进行精确采样后，通过信号放大、比例积分运放电路处理以及与基准电压值比较，进而实现根据电位判断供电电压是否正常，整个过程基于器件的数学特性和逻辑特性，无需通过主控芯片的程序进行调节就能实现。

11、进一步的，所述主功率模块还包括电流采样电阻；

12、所述电流调节模块包括第十三电阻、第三可调增益仪表放大器、第九电容、第十电阻、第十一电阻、第三稳压二极管、第十二电阻、第十电容、第十一电容和第四放大器；

13、其中，所述电流采样电阻的一端与所述第三可调增益仪表放大器的vinb-引脚连接且另一端与所述第三可调增益仪表放大器的vinb+引脚连接；所述第十三电阻的两端分别对应与所述第三可调增益仪表放大器的一个rgb引脚连接；所述第三可调增益仪表放大器的vob引脚分别与senseb引脚和refb引脚连接，且所述第九电容连接在所述第三可调增益仪表放大器的vob引脚与refb引脚之间；所述第三可调增益仪表放大器的refb引脚接地；所述第三可调增益仪表放大器的vob引脚还与所述第十一电阻的一端连接；所述第十一电阻的另一端与所述第四放大器的阴极连接；所述第四放大器的阳极接地；所述第四放大器接入电源电压；所述第十电阻的其中一端接入基准电流，且另一端与所述第四放大器的阴极连接；所述第十一电容通过所述第四放大器的阴极和第四放大器的输出端与所述第四放大器并联连接；所述第十二电阻与所述第十电容串联连接后通过所述第四放大器的阴极和第四放大器的输出端与所述第四放大器并联连接；所述第三稳压二极管通过所述第四放大器的阴极和第四放大器的输出端与所述第四放大器并联连接。

14、对电流进行精确采样后，通过信号放大、比例积分运放电路处理以及与基准电流值比较，进而实现根据电位判断供电电流是否正常，整个过程基于器件的数学特性和逻辑特性，无需通过主控芯片的程序进行调节就能实现。

15、进一步的，还包括mcu，所述基准电压和所述基准电流均由所述mcu给定输出。

16、进一步的，所述igbt驱动模块包括igbt驱动芯片、第十四电阻和第四共阳极二极管；

17、所述第二放大器的输出端和所述第四放大器的输出端分别对应与所述第四共阳极二极管的一个阴极连接；所述第四共阳极二极管的阳极与所述igbt驱动芯片的ni引脚连接；所述第十四电阻的一端连接在所述第四共阳极二极管与所述igbt驱动芯片之间且另一端接入电源。

18、利用共阳极二极管对电压调节模块和电流调节模块的输出电位进行钳位取小，确保电压或电流任意一个出现异常时均能够被及时反馈并修正。

19、进一步的，所述igbt驱动模块还包括光耦，所述igbt驱动芯片与所述光耦连接且用于通过所述光耦控制所述igbt元件的栅极脉冲频率。

20、进一步的，所述igbt元件包括第一igbt、第二igbt、第三igbt和第四igbt；所述主功率模块还包括第一整流桥、第一电容、第二变压器、第一共阳极二极管、第一电阻、第二电容、第一电感、第一变压器、第二整流桥、第三电容、第三变压器、第二电阻；

21、其中，所述第一整流桥接入交流市电；所述第一电容与所述第一整流桥并联连接；所述第一igbt和所述第二igbt串联连接后与所述第一整流桥并联连接；所述第三igbt和所述第四igbt串联连接后与所述第一整流桥并联连接；所述第一igbt、所述第二igbt、所述第三igbt和所述第四igbt均分别与对应的一个所述光耦连接；所述第二变压器包括设置在原边一侧的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈串联连接在所述第一igbt和所述第二igbt之间，所述第二线圈串联连接在所述第三igbt和所述第四igbt之间；所述第二变压器还包括设置在副边一侧的第三线圈和第四线圈，所述第一共阳极二极管的两个阴极与所述第三线圈和所述第四线圈串联连接以构成第三回路，所述第三线圈和所述第四线圈之间接地；所述第一共阳极二极管的阳极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；所述第二电容的一端连接在所述第一igbt和所述第二igbt之间，且另一端与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端连接在所述第三igbt和所述第四igbt之间；所述第一变压器包括设置在原边一侧的第五线圈和设置在副边一侧的第六线圈，所述第五线圈串联连接在所述第二电容和所述第一电感之间，所述第六线圈与所述第二整流桥的其中两端相连构成第四回路；所述第三电容与所述第二整流桥的另外两端并联连接；所述电压采样电阻和所述电流采样电阻串联连接后与所述第二整流桥的另外两端并联连接；所述电压采样电阻的两端为用于向负载输出电压的电压输出端；所述第三变压器包括设置在原边一侧的第七线圈和设置在副边一侧的第八线圈，所述第七线圈与所述负载串联连接，所述第八线圈与所述第二电阻串联连接以构成第五回路；所述第二电阻的其中一端接地。

22、进一步的，还包括监控保护模块，所述监控保护模块与所述反馈调节模块连接且用于监测所述主功率模块和所述反馈调节模块的电流。

23、进一步的，所述监控保护模块包括第一监测模块、第二监测模块和第三监测模块；

24、所述第一监测模块用于监测所述第二变压器和所述第三变压器的原边电流；所述第二监测模块用于监测所述igbt驱动芯片驱动所述光耦时与所述光耦相连接的所述igbt元件中的ce端的饱和集电极电压；所述第三监测模块用于监测漏电流。

25、进一步的，所述第一监测模块、所述第二监测模块和所述第三监测模块分别与同一个与非数字门的输入端连接，所述与非数字门的输出端与所述igbt驱动芯片连接；

26、所述与非数字门用于在所述第一监测模块、所述第二监测模块或所述第三监测模块监测到异常时，控制所述igbt驱动芯片停止向所述igbt元件发送驱动脉冲信号。

27、本发明的有益效果：本发明的磁控管高压电源的控制电路，通过获取磁控管阳极谐振腔的供电电压和供电电流，供电电压会影响电压调节模块输出端的电位，供电电流则会影响电流调节模块输出端的电位，当供电电压或供电电流出现不稳定时，igbt驱动模块接收到电位信号的变化，进而调控igbt元件的栅极脉冲频率，以此改变供电电压或供电电流，使其重新趋于稳定。