專利名稱：高頻高壓發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻高壓發(fā)生器，尤其是一種應用于大功率X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器，屬于電源技術領域。
背景技術：
據(jù)申請人了解，目前用于X射線儀之類高壓設備的高壓發(fā)生器通常采用工頻高壓發(fā)生器。它主要使用可控硅控制220V或380V電源導通角，通過工頻高壓變壓器后，再進行二級倍壓，得到高壓輸出。這類現(xiàn)有高壓發(fā)生器對倍壓電路元器件的耐壓性能要求高，因此制造成本不經(jīng)濟，此外效率不高、穩(wěn)定性不理想，并且體積大、重量重。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?1229763、申請日為2001年07月06日的中國專利申請公開了一種高頻高壓發(fā)生器，包括與電源開關相連的調壓器和高壓變壓器，一點火開關通過保護電阻與該高壓變壓器的次級端相連，并通過電容器與一感應變壓器的初級端連，用諧振原理產(chǎn)生1000kV、50kHz～120kHz的瞬間高頻高壓。該高頻高壓發(fā)生器適用于打火、點火等裝置，對需要大功率、高穩(wěn)定高頻高壓電源的X射線衍射儀并不適用。高頻高壓電源在醫(yī)用X射線透視儀上已有使用，但其采用的高頻高壓電源對穩(wěn)定性要求不高，并且功率小，電流電壓不可調，不適合X射線衍射儀對高壓的要求。

發(fā)明內容
本實用新型要解決的技術問題是針對以上現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種對元器件要求低、制造成本經(jīng)濟、適用于X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器。
為了解決以上技術問題，本實用新型的高頻高壓發(fā)生器包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路，所述整流濾波電路的輸入端接供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端，所述功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端，所述功率放大電路的輸出端接高壓發(fā)生電路，所述高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，所述雙高壓變壓器的初級并聯(lián)，次級串聯(lián)，接二級以上的并行倍壓單元，所述并行倍壓單元含有兩負極相對連接的二極管和兩正極相對連接的二極管，所述兩負極相對連接二極管與兩正極相對連接二極管的中接點之間通過電容連接，所述兩負極相對連接二極管的兩外側正極端和兩正極相對連接二極管的兩外側負極端之間分別直接連接，相鄰兩級并行倍壓單元的中接點之間直接連接，兩外接點之間分別通過充電電容耦合連接。
工作時，交流電源經(jīng)整流濾波、功率因數(shù)校正、功率放大后，輸入到高壓發(fā)生電路雙高壓變壓器的初級，升壓后耦合到并行倍壓單元的兩充電電容，并逐級倍壓，直至最終輸出所需的高壓。在此過程中，高壓發(fā)生器中的各元器件均只承受了相當于現(xiàn)有技術1/2的電壓和電流，因此對元器件的耐壓值和電流值的要求明顯降低，并減小了元器件的體積，同時相對提高了電源的可靠性和穩(wěn)定性。
由此可見，本實用新型以簡單巧妙的電路結構實現(xiàn)了發(fā)明目的，有助于降低成本，縮小體積，提高產(chǎn)品性能。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型一個實施例的電路框圖。
圖2為圖1中雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路原理圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的高頻高壓發(fā)生器如圖1所示，包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路、雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路以及兩PWM發(fā)生電路、電流電壓反饋電路。整流濾波電路的輸入端接220V(或380V)供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端。功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端。兩PWM發(fā)生電路分別控制電壓和電流，用于控制高壓的PWM發(fā)生電路的控制輸入端外接計算機控制口或手動控制口，由計算機控制脈寬調制的幅度，從而控制高壓輸出值和電流輸出值，輸出端分別通過功率放大電路接雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路。
雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路如圖2所示，低壓端為與功率放大電路的輸出連接的雙高壓變壓器T1、T2，雙高壓變壓器初級并聯(lián)，次級串聯(lián)，通過兩電容C0-1、C0-1’后接十級并行倍壓單元。第一級并行倍壓單元含有兩負極相對連接的二極管D1-1、D1-2和兩正極相對連接的二極管D1-3、D1-4。兩負極相對連接二極管D1-1、D1-2與兩正極相對連接二極管D1-3、D1-4的中接點之間通過電容C1連接。兩負極相對連接二極管D1-1、D1-2的兩外側正極端和兩正極相對連接二極管的兩外側負極端D1-3、D1-4之間分別直接連接。第一級與第二級兩級并行倍壓單元的中接點之間直接連接，兩外接點之間分別通過電容C1-2、C1-2’連接。后續(xù)各級的情況可以類推，不另贅述。最后一級并行倍壓單元經(jīng)電阻R和R’輸出，此兩電阻之間通過串并聯(lián)相間阻容器件構成的電壓采樣反饋電路接PWM發(fā)生電路。上述二極管是由多只二極管串聯(lián)以提高耐壓值。
本實施例的高頻高壓發(fā)生器電源采用DC-DC變換方式產(chǎn)生高壓，高壓發(fā)生電路輸入端的工作電壓400V或500V采用PFC(功率因數(shù))校正，由交流220V或380V整流濾波而來，從而使交流220V或380V的功率因數(shù)由一般的64％左右提高到接近于1，同時避免了以前直接對220V或380V交流進行整流產(chǎn)生的大量諧波對用戶電網(wǎng)的污染。具體而言，當220V或380V交流整流濾波、提高功率因數(shù)、并借助脈沖調寬放大功率，放大的PWM脈沖信號通過雙高壓變壓器初級將信號幅度升高到串聯(lián)的雙高壓變壓器次級，再通過后面的倍壓電路逐級倍壓，結果在最后一級并行倍壓單元得到所需的高壓。
本高壓電源采用高壓發(fā)生電路的雙高壓變壓器結構使得對元器件的要求明顯降低，成本經(jīng)濟，體積減小，重量減輕，加之采用脈沖調寬的電路結構形式，效率高，穩(wěn)定性好。儀器內部設有過壓過流保護電路，過功率保護電路，過熱保護電路和開機保護電路。過壓過流保護電路可防止因高壓失控引起輸出電壓過高而造成外部設備損壞。過功率保護電路作用是當輸出功率超過設定功率時，自動將輸出高壓降至0V，可防止外部打火引起內部元件損傷。開機保護電路則保證每次開機必須從低壓開始逐步升高，以避免開機對負載造成沖擊。
工作時，輸出電壓連續(xù)可調。輸出電壓及X光管管電流均用指針表指示。具有手動調整電壓電流和自動調整電壓電流的功能。此外，還設有電壓監(jiān)督和電流監(jiān)督端，可用數(shù)字電壓表直接測量。整機結構緊湊，使用方便。適合于X射線衍射儀高壓發(fā)生器和其他要求大功率高穩(wěn)定度高壓電源的場合。
主要技術指標為
工作頻率 ～20KHZ/40KHz輸出電壓 0～-60KV，連續(xù)可調(穩(wěn)壓工作狀態(tài))輸出電流 0～50mA，連續(xù)可調，電壓監(jiān)督輸出 0～+5V(對應輸出電壓0～-60KV)電流監(jiān)督輸出 0～+5V(對應輸出電流0-50mA)燈絲電源輸出 12V/4A(直流供電)輸出功率 500/1000/1500/2000/2500/3000W六檔電源綜合穩(wěn)定度 優(yōu)于0.03％。
權利要求1.一種高頻高壓發(fā)生器，包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路，所述整流濾波電路的輸入端接供電電源，輸出端接功率因數(shù)校正電路的輸入端，所述功率因數(shù)校正電路的輸出端接功率放大電路的輸入端，所述功率放大電路的輸出端接高壓發(fā)生電路，其特征在于所述高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，所述雙高壓變壓器的初級并聯(lián)，次級串聯(lián)，接二級以上的并行倍壓單元，所述并行倍壓單元含有兩負極相對連接的二極管和兩正極相對連接的二極管，所述兩負極相對連接二極管與兩正極相對連接二極管的中接點之間通過電容連接，所述兩負極相對連接二極管的兩外側正極端和兩正極相對連接二極管的兩外側負極端之間分別直接連接，相鄰兩級并行倍壓單元的中接點之間直接連接，兩外接點之間分別通過充電電容耦合連接。
2.根據(jù)權利要求1所述高頻高壓發(fā)生器，其特征在于還含有分別控制電壓和電流的兩PWM發(fā)生電路，用于控制高壓的PWM發(fā)生電路的控制輸入端外接計算機控制口，輸出端分別通過功率放大電路接雙高壓變壓器高壓發(fā)生電路。
3.根據(jù)權利要求2所述高頻高壓發(fā)生器，其特征在于所述高壓發(fā)生電路的最后一級并行倍壓單元經(jīng)兩串聯(lián)電阻輸出，所述兩串聯(lián)電阻之間通過串并聯(lián)相間阻容器件構成電壓采樣反饋電路，接PWM發(fā)生電路。
專利摘要本實用新型涉及一種應用于X射線衍射儀的高頻高壓發(fā)生器，屬于電源技術領域。該高頻高壓發(fā)生器包括整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、功率放大電路以及高壓發(fā)生電路。高壓發(fā)生電路含有雙高壓變壓器輸入端，雙高壓變壓器的初級并聯(lián)，次級串聯(lián)，接二級以上的并行倍壓單元，并行倍壓單元含有兩負極相對連接和兩正極相對連接的二極管，兩負極相對連接二極管與兩正極相對連接二極管的中接點之間通過電容連接，兩外側端之間分別直接連接，相鄰兩級并行倍壓單元的中接點之間直接連接，兩外接點之間分別通過電容連接。本實用新型以簡單巧妙的電路結構實現(xiàn)了發(fā)明目的，具有功率大、穩(wěn)定度高的特點，對元器件的耐壓性能要求降低，達到了減小體積和降低成本的目的。
文檔編號H02M5/02GK2689583SQ20042002507
公開日2005年3月30日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權日2004年3月2日
發(fā)明者修連存, 黃俊杰, 俞正奎, 黃賓, 王彌建, 修鐵軍, 王春波, 張秋寧 申請人:江蘇靜安科技公司