專利名稱：小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為光電倍增管、蓋革計(jì)數(shù)管、以及毛細(xì)管電泳系統(tǒng)的各種分離模式等領(lǐng)域提供高壓直流電場(chǎng)，并廣泛應(yīng)用于各種分析儀器、光學(xué)儀器、環(huán)保儀器等中的小型 雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)上現(xiàn)有的雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源產(chǎn)品，雖種類和用途很多，但普遍存在 著不能兼得多種功能指標(biāo)要求的缺陷，如有的體積較大，不易PCB安裝；有的輸出效率低， 自損耗大；有的保護(hù)功能差，電源易損壞；有的為正負(fù)固定高壓輸出且不能調(diào)節(jié)，使其在工 作中受到限制等。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種可靠性及穩(wěn)定性高、功能較全面的 小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊 電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，其特征在于所述電源 電路包括基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、高壓反饋及控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐?路和高壓輸出電路，所述高壓反饋及控制電路分別與基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、過(guò)流保護(hù)電 路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐愤B接；所述基準(zhǔn)電路中可控基準(zhǔn)源U2的1腳接電阻R20和電阻R21的一端，可控基準(zhǔn)源 U2的2腳與電阻R21的另一端及電容C23的負(fù)極相連并接輸入地GND，可控基準(zhǔn)源U2的3 腳分別接電阻R22的一端、電阻R20的另一端、電容C23的正極并作為基準(zhǔn)電壓端Vref，電 阻R22的另一端接輸入供電端+Vin ；所述限壓控制電路中放大器UlB的5腳分別接電阻R15和電阻R16的一端，電阻 R15的另一端接基準(zhǔn)電壓端Vref，電阻R16的另一端接輸入地GND，放大器UlB的7腳接二 極管D5的負(fù)極，放大器UlB的6腳分別接二極管D5的正極、電容C25和電阻R14的一端， 電阻R14的另一端與電阻R13的一端相連并接電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R13和電容C25 的另一端相連并接輸入地GND ；所述高壓反饋及控制電路中電感Ll的一端分別接電容Cl的正極、變壓器TRF初 級(jí)線圈Lp的d端，電容Cl的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的c端接三極管Tl 的集電極，三極管Tl的基極接變壓器TRF反饋線圈Lf的b端，變壓器TRF反饋線圈Lf的 a端通過(guò)電阻R5分別接電容C2及電阻R4的一端，電容C2的另一端與三極管Tl的發(fā)射極 相連并接輸入地GND，電阻R4的另一端接電容C3的一端及三極管T3的集電極，電容C3的 另一端分別接電阻R7的一端、三極管T3的發(fā)射極，輸入供電端+Vin分別接電阻R6的一端 及電阻R7的另一端，電阻R6的另一端分別接電容C5的正極、二極管Dl的負(fù)極并作為內(nèi)部 供電端Vcc，電容C5的負(fù)極與二極管Dl的正極相連并接輸入地GND，三極管T3的基極通過(guò)電阻Rl接三極管T2的集電極，三極管T2的基極分別接電阻R2和電阻R3的一端，電阻R2的另一端與三極管T2的發(fā)射極相連并接輸入地GND，電阻R3的另一端分別接放大器UlA的 1腳和電容C4的一端，放大器UlA的2腳分別接電容C4的另一端、電阻R29及電阻R30的 一端，放大器UlA的3腳接限壓控制電路中放大器UlB的6腳，電阻R30的另一端接輸入地 GND，電阻R27與電容C22并聯(lián)，電阻R29的另一端通過(guò)電阻R28接電阻R27的一端，放大器 UlA的8腳接內(nèi)部供電端Vcc，放大器UlA的4腳接輸入地GND ；所述過(guò)流保護(hù)電路中三極管T5的集電極與三極管T4的發(fā)射極相連，并分別接輸 入供電端+Vin、電阻R8的一端，電阻R8的另一端分別接電阻R9的一端、高壓反饋及控制電 路中電感Ll的另一端，電阻R9的另一端接三極管T4的基極，三極管T4的集電極通過(guò)電阻 RlO接三極管T5的基極，三極管T5的發(fā)射極分別接電阻Rll的一端及二極管D2的正極，二 極管D2的負(fù)極分別接電阻R12的一端和電容C24的正極，電阻Rll的另一端與電容C24的 負(fù)極相連并接輸入地GND，電阻R12的另一端接二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極接高壓 反饋及控制電路中放大器UlA的2腳；所述高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐分须娮鑂18的一端接啟?？刂贫薘/S，電阻R18的另一端分 別接電阻R19的一端和三極管T6的基極，電阻R19的另一端與三極管T6的發(fā)射極相連并 接輸入地GND，三極管T6的集電極分別接電阻R17的一端和二極管D4的正極，電阻R17的 另一端接內(nèi)部供電端Vcc，二極管D4的負(fù)極接高壓反饋及控制電路中放大器UlA的2腳；所述高壓輸出電路中變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Lsl的1端通過(guò)電容C6分別接二 極管D6的負(fù)極、二極管D7的正極及電容C8的一端，電容C8的另一端分別接二極管D8的 負(fù)極、二極管D9的正極及電容ClO的一端，電容ClO的另一端分別接二極管DlO的負(fù)極、二 極管Dll的正極，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Lsl的2端分別接二極管D6的正極、電容C7的 一端，電容C7的另一端分別接二極管D7的負(fù)極、二極管D8的正極及電容C9的一端，電容 C9的另一端分別接二極管D9的負(fù)極、二極管DlO的正極及電容Cll的一端，電容Cll的另 一端分別接二極管Dll的負(fù)極及電阻R23的一端，電阻R23的另一端分別接電容C18及電 阻R24的一端、高壓反饋及控制電路中電阻R27的另一端，電阻R24的另一端作為正高壓輸 出端+HV，電容C18的另一端通過(guò)電容C19與變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Lsl的2端相連并接 輸出地HGND，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的4端通過(guò)電容C12分別接二極管D13的負(fù)極、 二極管D12的正極及電容C14的一端，電容C14的另一端分別接二極管D15的負(fù)極、二極管 D14的正極及電容C16的一端，電容C16的另一端分別接二極管D17的負(fù)極、二極管D16的 正極，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的3端分別接二極管D12的負(fù)極、電容C13的一端，電 容C13的另一端分別接二極管D14的負(fù)極、二極管D13的正極及電容C15的一端，電容C15 的另一端分別接二極管D16的負(fù)極、二極管D15的正極及電容C17的一端，電容C17的另一 端分別接二極管D17的正極及電阻R25的一端，電阻R25的另一端分別接電容C21的一端、 電阻R26及電阻R31的一端，電阻R26的另一端作為負(fù)高壓輸出端-HV，電阻R31的另一端 接輸出地HGND，電容C21的另一端通過(guò)電容C20與變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的3端相 連并接輸出地HGND。所述數(shù)根引針露于殼體外，一側(cè)為五根引針按電源輸入端+Vin、輸入地GND、啟停 控制端R/S、電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj、基準(zhǔn)電壓端Vref順序排列，另一側(cè)為三根引針，按負(fù)高 壓輸出端-HV、輸出地HGND、正高壓輸出端+HV順序排列。
本發(fā)明的有益效果是正負(fù)輸出調(diào)節(jié)范圍寬，可同時(shí)從零起調(diào)并可通過(guò)外部控制電壓或電位器調(diào)節(jié)；輸出轉(zhuǎn)換效率高；有外部啟停控制高壓功能；低溫漂，高穩(wěn)定度，輸出 紋波小，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于PCB安裝。


圖1為本發(fā)明的外形示意圖。圖2為圖1的仰視圖。圖3為本發(fā)明的電路連接框圖。圖4為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3、4所示，小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源，包括封裝在殼體1內(nèi)的電源 電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針2，電源電路包括基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、高壓反饋及控 制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐?，高壓反饋及控制電路分別與基 準(zhǔn)電路、限壓控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐愤B接。由自激振蕩電路結(jié)合集成放大器等構(gòu)成高壓反饋控制系統(tǒng)；外部有控制高壓?jiǎn)⑼?端、基準(zhǔn)輸出端及高壓調(diào)節(jié)端，內(nèi)部有過(guò)流及限壓保護(hù)等；電路結(jié)構(gòu)新穎簡(jiǎn)單，控制方便靈 活。選用低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性良好的元器件；合理的PCB布局，減小外形尺寸，減輕 重量；確保各回路‘地’間的獨(dú)立路徑，避免信號(hào)間的相互串?dāng)_；優(yōu)良的變壓器線包結(jié)構(gòu)工 藝、繞制工藝及高壓絕緣處理等，確保電源長(zhǎng)期工作的可靠性及穩(wěn)定性。雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源采用金屬外殼，且殼體接地，使其具有良好的電磁屏 蔽作用，及抗干擾能力。數(shù)根引針2露于殼體1外，一側(cè)為五根引針(2)，按電源輸入端+Vin、輸入地GND、 啟?？刂贫薘/S、電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj、基準(zhǔn)電壓端Vref順序排列，另一側(cè)為三根引針(2)， 按負(fù)高壓輸出端-HV、輸出地HGND、正高壓輸出端+HV順序排列。工作原理由變壓器TRF初級(jí)線圈Lp、反饋線圈Lf、三極管Tl及電容C2等組成自激振蕩電 路。接通電源瞬間，高壓輸出未建立，放大器UlA的1腳為高電位，三極管T2、T3導(dǎo)通，輸 入供電+Vin通過(guò)電阻R7、三極管T3、電阻R4及反饋線圈Lf等使三極管Tl導(dǎo)通，振蕩電 路工作，初級(jí)產(chǎn)生振蕩高頻脈沖電壓，并通過(guò)變壓器TRF耦合到其兩個(gè)次級(jí)線圈Lsl和Ls2 上，其各自兩端的交流脈沖電壓，經(jīng)相同的多級(jí)升壓后產(chǎn)生雙路正負(fù)高壓。從電阻R27、電阻 R28、電阻R29和電阻R30獲得的正高壓采樣信號(hào)，通過(guò)放大器U1A、三極管T2、T3等反饋電 路控制振蕩器的狀態(tài)，進(jìn)而穩(wěn)定高壓輸出。當(dāng)初級(jí)工作電流大于保護(hù)電流時(shí)，在電阻R8上的初級(jí)電流采樣信號(hào)電壓增大，使 三極管Τ4、Τ5導(dǎo)通，輸入供電端+Vin經(jīng)三極管Τ4、Τ5及二極管D2瞬間向電容C24充電，使 其兩端電位升高，并通過(guò)二極管D3加到放大器UlA的2腳，使放大器UlA的1腳電位下降， 三極管Τ3截止，從而使振蕩電路停止工作。之后，初級(jí)工作電流迅速下降，三極管Τ4、Τ5截 止，向電容C24充電停止，電容C24將通過(guò)電阻Rl2、二極管D3、電阻R30放電，直到放大器UlA的2腳電位低于3腳電位，過(guò)流保護(hù)工作停止。 另外，當(dāng)啟?？刂贫薘/S為低電平或懸空時(shí)，關(guān)閉雙路正負(fù)高壓輸出；當(dāng)啟停控制端R/S為高電平時(shí)，啟動(dòng)雙路正負(fù)高壓輸出。電感Ll對(duì)振蕩高頻交流電壓起到隔離阻擋作 用，減少高頻交流工作脈沖電壓對(duì)控制電路及供電電壓的千擾。
權(quán)利要求
一種小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源，包括封裝在殼體(1)內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針(2)，其特征在于所述電源電路包括基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、高壓反饋及控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐罚龈邏悍答伡翱刂齐娐贩謩e與基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐愤B接；所述基準(zhǔn)電路中可控基準(zhǔn)源U2的1腳接電阻R20和電阻R21的一端，可控基準(zhǔn)源U2的2腳與電阻R21的另一端及電容C23的負(fù)極相連并接輸入地GND，可控基準(zhǔn)源U2的3腳分別接電阻R22的一端、電阻R20的另一端、電容C23的正極并作為基準(zhǔn)電壓端Vref，電阻R22的另一端接輸入供電端+Vin；所述限壓控制電路中放大器U1B的5腳分別接電阻R15和電阻R16的一端，電阻R15的另一端接基準(zhǔn)電壓端Vref，電阻R16的另一端接輸入地GND，放大器U1B的7腳接二極管D5的負(fù)極，放大器U1B的6腳分別接二極管D5的正極、電容C25和電阻R14的一端，電阻R14的另一端與電阻R13的一端相連并接電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj，電阻R13和電容C25的另一端相連并接輸入地GND；所述高壓反饋及控制電路中電感L1的一端分別接電容C1的正極、變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的d端，電容C1的負(fù)極接輸入地GND，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的c端接三極管T1的集電極，三極管T1的基極接變壓器TRF反饋線圈Lf的b端，變壓器TRF反饋線圈Lf的a端通過(guò)電阻R5分別接電容C2及電阻R4的一端，電容C2的另一端與三極管T1的發(fā)射極相連并接輸入地GND，電阻R4的另一端接電容C3的一端及三極管T3的集電極，電容C3的另一端分別接電阻R7的一端、三極管T3的發(fā)射極，輸入供電端+Vin分別接電阻R6的一端及電阻R7的另一端，電阻R6的另一端分別接電容C5的正極、二極管D1的負(fù)極并作為內(nèi)部供電端Vcc，電容C5的負(fù)極與二極管D1的正極相連并接輸入地GND，三極管T3的基極通過(guò)電阻R1接三極管T2的集電極，三極管T2的基極分別接電阻R2和電阻R3的一端，電阻R2的另一端與三極管T2的發(fā)射極相連并接輸入地GND，電阻R3的另一端分別接放大器U1A的1腳和電容C4的一端，放大器U1A的2腳分別接電容C4的另一端、電阻R29及電阻R30的一端，放大器U1A的3腳接限壓控制電路中放大器U1B的6腳，電阻R30的另一端接輸入地GND，電阻R27與電容C22并聯(lián)，電阻R29的另一端通過(guò)電阻R28接電阻R27的一端，放大器U1A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc，放大器U1A的4腳接輸入地GND；所述過(guò)流保護(hù)電路中三極管T5的集電極與三極管T4的發(fā)射極相連，并分別接輸入供電端+Vin、電阻R8的一端，電阻R8的另一端分別接電阻R9的一端、高壓反饋及控制電路中電感L1的另一端，電阻R9的另一端接三極管T4的基極，三極管T4的集電極通過(guò)電阻R10接三極管T5的基極，三極管T5的發(fā)射極分別接電阻R11的一端及二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極分別接電阻R12的一端和電容C24的正極，電阻R11的另一端與電容C24的負(fù)極相連并接輸入地GND，電阻R12的另一端接二極管D3的正極，二極管D3的負(fù)極接高壓反饋及控制電路中放大器U1A的2腳；所述高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐分须娮鑂18的一端接啟?？刂贫薘/S，電阻R18的另一端分別接電阻R19的一端和三極管T6的基極，電阻R19的另一端與三極管T6的發(fā)射極相連并接輸入地GND，三極管T6的集電極分別接電阻R17的一端和二極管D4的正極，電阻R17的另一端接內(nèi)部供電端Vcc，二極管D4的負(fù)極接高壓反饋及控制電路中放大器U1A的2腳；所述高壓輸出電路中變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls1的1端通過(guò)電容C6分別接二極管D6的負(fù)極、二極管D7的正極及電容C8的一端，電容C8的另一端分別接二極管D8的負(fù)極、二極管D9的正極及電容C10的一端，電容C10的另一端分別接二極管D10的負(fù)極、二極管D11的正極，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls1的2端分別接二極管D6的正極、電容C7的一端，電容C7的另一端分別接二極管D7的負(fù)極、二極管D8的正極及電容C9的一端，電容C9的另一端分別接二極管D9的負(fù)極、二極管D10的正極及電容C11的一端，電容C11的另一端分別接二極管D11的負(fù)極及電阻R23的一端，電阻R23的另一端分別接電容C18及電阻R24的一端、高壓反饋及控制電路中電阻R27的另一端，電阻R24的另一端作為正高壓輸出端+HV，電容C18的另一端通過(guò)電容C19與變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls1的2端相連并接輸出地HGND，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的4端通過(guò)電容C12分別接二極管D13的負(fù)極、二極管D12的正極及電容C14的一端，電容C14的另一端分別接二極管D15的負(fù)極、二極管D14的正極及電容C16的一端，電容C16的另一端分別接二極管D17的負(fù)極、二極管D16的正極，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的3端分別接二極管D12的負(fù)極、電容C13的一端，電容C13的另一端分別接二極管D14的負(fù)極、二極管D13的正極及電容C15的一端，電容C15的另一端分別接二極管D16的負(fù)極、二極管D15的正極及電容C17的一端，電容C17的另一端分別接二極管D17的正極及電阻R25的一端，電阻R25的另一端分別接電容C21的一端、電阻R26及電阻R31的一端，電阻R26的另一端作為負(fù)高壓輸出端-HV，電阻R31的另一端接輸出地HGND，電容C21的另一端通過(guò)電容C20與變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls2的3端相連并接輸出地HGND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源，其特征在于所述數(shù)根引 針(2)露于殼體(1)外，一側(cè)為五根引針(2)按電源輸入端+Vin、輸入地GND、啟?？刂贫?R/S、電壓調(diào)節(jié)輸入端Vadj、基準(zhǔn)電壓端Vref順序排列，另一側(cè)為三根引針(2)，按負(fù)高壓輸 出端-HV、輸出地HGND、正高壓輸出端+HV順序排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型雙路正負(fù)輸出高壓模塊電源，包括封裝在殼體內(nèi)的電源電路，電源電路上焊接有數(shù)根引針，電源電路包括基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、高壓反饋及控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐?，高壓反饋及控制電路分別與基準(zhǔn)電路、限壓控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、高壓?jiǎn)⑼？刂齐娐泛透邏狠敵鲭娐愤B接；本發(fā)明的有益效果是正負(fù)輸出調(diào)節(jié)范圍寬，可同時(shí)從零起調(diào)并可通過(guò)外部控制電壓或電位器調(diào)節(jié)；輸出轉(zhuǎn)換效率高；有外部啟?？刂聘邏汗δ?；低溫漂，高穩(wěn)定度，輸出紋波小，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；外形尺寸小，重量輕，易于PCB安裝。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101807858SQ20101016409
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請(qǐng)人:天津市東文高壓電源廠