一種基于pwm控制芯片sg3525的熱陰極電離規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種真空規(guī)管的驅(qū)動(dòng)電路，具體是指一種基于PWM控制芯片SG3525的熱陰極電離規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]真空規(guī)管就是測(cè)量真空度的傳感器。真空規(guī)管測(cè)量出來(lái)的信號(hào)傳輸?shù)秸婵沼?jì)上經(jīng)過(guò)放大處理就可以顯示出被測(cè)真空環(huán)境的真空度，主要應(yīng)用于真空環(huán)境的真空度測(cè)量領(lǐng)域，如真空鍍膜，太陽(yáng)能集熱管制作，真空冶煉等。熱陰極電離真空規(guī)管是一種應(yīng)用非常廣泛的真空規(guī)管，其測(cè)量范圍跨越了低真空、中真空、高真空的真空區(qū)域，得到用戶(hù)的廣泛歡迎。
[0003]熱陰極電離規(guī)測(cè)量高原理是:熱陰極通電加熱后向外發(fā)射電子形成熱電子流Ie，在陽(yáng)極(柵極)上加一約為150 V?250 V的正電壓這一正電壓可吸引和加速由熱陰極發(fā)射出來(lái)的電子。被加速的電子穿過(guò)陽(yáng)極后，因收集極的電壓相對(duì)陽(yáng)極為負(fù)電壓，電子又被收集極推回，再加速向陽(yáng)極返回。這樣，電子在往返的運(yùn)動(dòng)中增大了與氣體分子碰撞的概率，使更多的氣體分子電離，變成正離子和二次電子，而正離子又將被電位最低的收集極所吸引，在收集極電路中形成電流Ii,在數(shù)值上該電流就是正離子流的大小，并且與真空系統(tǒng)的壓強(qiáng)以及電子流Ie有著如下關(guān)系^KIePa
[0004]式中:Ii為被電離的氣體正離子流；K為無(wú)量綱的比例系數(shù)，其數(shù)值是由各電極材料、形狀、相對(duì)位置和相對(duì)電勢(shì)等因素決定的常量，可以簡(jiǎn)單理解為電離效率為熱陰極發(fā)射的電子流；Pa為真空系統(tǒng)的壓強(qiáng)，是需要測(cè)量的物理量。
[0005]在實(shí)際應(yīng)用中為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，一般都是把Ie控制在一個(gè)固定的數(shù)值上，這樣就能把KIe也看做常量F= KIe- (I)，把F代入式(1)，再經(jīng)過(guò)變化后得到:
[0006]Pa=FIj
[0007]顯然，為了求出壓強(qiáng)P，只要測(cè)量&就可以了。實(shí)際使用中，電子流一般為0.1mA ?1mA0
[0008]目前的熱陰極規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路存在如下缺點(diǎn):使用市電供電，供電受電網(wǎng)波動(dòng)及浪涌影響，供電質(zhì)量不高，電路易受干擾；需要使用笨重的工頻變壓器，難以小型化，輕量化；使用晶閘管作為陰極加熱電流開(kāi)關(guān)器件。熱陰極電離規(guī)根據(jù)型號(hào)不同熱陰極加熱電壓約1~4V，電流可達(dá)2、3安培。因?yàn)榫чl管導(dǎo)通電壓約為IV，所以在低壓大電流的應(yīng)用中發(fā)熱量大，效率低；陽(yáng)極高壓線性調(diào)壓電路相對(duì)復(fù)雜，效率低，電阻發(fā)熱量大；沒(méi)有陰極燈絲軟啟動(dòng)電路，在上電瞬間，因燈絲冷態(tài)電阻小，加熱電流大，燈絲容易瞬間閃斷；使用交流市電供電，與變送器低壓直流供電不符，不適合做為變送器驅(qū)動(dòng)電路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于PWM控制芯片SG3525的熱陰極電離規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路，解決目前的驅(qū)動(dòng)電路存在的工作不穩(wěn)定的問(wèn)題，達(dá)到減小體積、提高穩(wěn)定性、徹底解決燈絲閃斷的目的。
[0010]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]一種基于PWM控制芯片SG3525的熱陰極電離規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路，包括PWM控制芯片SG3525，PWM控制芯片SG3525通過(guò)雙管式推挽正激電路與脈沖變壓器的輸入端連接，脈沖變壓器的輸出端通過(guò)全波整流電路連接至熱陰極電離規(guī)管的柵極G連接，脈沖變壓器的輸出端通過(guò)全波同步整流電路連接至熱陰極電離規(guī)管的陰極F形成回路；同時(shí)在PWM控制芯片SG3525與熱陰極電離規(guī)管的陰極F之間連接有反饋控制電路。本實(shí)用新型采用DC24V作為供電電源，從根本上可以避免工頻傳導(dǎo)干擾；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路；采用脈沖變壓器取代工頻變壓器，同樣驅(qū)動(dòng)功率的情況下可大幅縮小電路體積，降低電路重量，提高效率；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路，燈絲驅(qū)動(dòng)電路采用全波同步整流技術(shù)，可顯著提高效率，降低發(fā)熱量；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路，利用脈沖變壓器的特性，通過(guò)變比直接獲得陽(yáng)極高壓，簡(jiǎn)單可靠，效率高，發(fā)熱低；提供可靠的軟啟動(dòng)電路，從根本上解決燈絲閃斷故障。
[0012]所述的雙管式推挽正激電路包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管02、03、兩個(gè)肖特基二極管06、07，場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的柵極分別連接至PWM控制芯片SG3525的管腳14、11，兩個(gè)肖特基二極管D6、D7的陽(yáng)極與兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的源極接地。兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的門(mén)級(jí)分別與SG3525的14、11腳，獲得推挽式PWM脈沖；源極都接地，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極接脈沖變壓器的I腳，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極接脈沖變壓器的3腳；D6、D7的A極接地，D6的K極接Q2的漏極，D7的K極接Q3的漏極；脈沖變壓器的2腳接+24V，這部分電路構(gòu)成雙管正激推挽式開(kāi)關(guān)電源的一次側(cè)。
[0013]所述的全波整流電路包括兩個(gè)二極管D4、D5、以及電容C4，其中二極管D4、D5的A極接地，二極管D4的K極接脈沖變壓器的9腳，D5的K極接脈沖變壓器的7腳，電容C4的負(fù)端接地，電容C4的正端接脈沖變壓器的8腳。本實(shí)用新型的全波整流電路可獲得陽(yáng)極高壓，陽(yáng)極高壓取決于一次側(cè)輸入電壓和變壓器變比，因陽(yáng)極高壓對(duì)熱陰極電離規(guī)管的規(guī)管常數(shù)K值影響不大，5%以?xún)?nèi)的波動(dòng)幾乎不影響測(cè)量，固不需要精確調(diào)節(jié)。此高壓獲得電路在滿(mǎn)足性能要求的情況下，簡(jiǎn)單可靠，相比線性調(diào)壓電路效率大幅提高，發(fā)熱量也大大降低。
[0014]所述的全波同步整流電路包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q5、電容C6、以及電感LI，其中兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q5的源極與電容C6的負(fù)端接在一起，并與熱陰極電離規(guī)管的陰極的一端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的門(mén)級(jí)通過(guò)電阻R13連接至脈沖變壓器的6腳，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的門(mén)級(jí)通過(guò)電阻R14連接至脈沖變壓器的4腳，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極與脈沖變壓器的6腳連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極與脈沖變壓器的4腳連接，電容C6的正極連接至熱陰極電離規(guī)管的陰極一端，并通過(guò)電感LI連接至脈沖變壓器的5腳。全波同步整流電路在低電壓大電流應(yīng)用中，可大幅降低導(dǎo)通損耗，提高電源效率，顯著降低電路發(fā)熱量。
[0015]所述的反饋控制電路包括電容C8、C9、C10,以及電阻R17、R18、R19、R20、R21，其中，電容C8與電阻R19串聯(lián)后再與電容ClO并聯(lián)，電容C8的負(fù)極接PWM控制芯片SG3525的9腳，電容ClO的正極與PWM控制芯片SG3525的9腳連接；同時(shí)，電容C9與電阻R17串聯(lián)后再與電阻R21并聯(lián)，電容C9的正極與電容ClO的負(fù)極連接，電容C9的負(fù)極通過(guò)電阻R17、R18連接至熱陰極電離規(guī)管的陰極另一端。電阻R18、R20串聯(lián)，R18另一端接場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q5的源極，這兩個(gè)電阻，一是對(duì)發(fā)射電流進(jìn)行取樣，得到的分壓電壓與SG35252腳輸入的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，形成負(fù)反饋；對(duì)陰極電壓進(jìn)行自舉，兩個(gè)電阻取合適的阻值，當(dāng)發(fā)射電流流過(guò)這兩個(gè)電阻時(shí)，就可以獲得相應(yīng)的陰極電壓，C7接SG3525的8腳，構(gòu)成軟啟動(dòng)電路，調(diào)整C7的取值，就獲得與C7電容值成正比的軟啟動(dòng)時(shí)間。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0017]本實(shí)用新型一種基于PWM控制芯片SG3525的熱陰極電離規(guī)管驅(qū)動(dòng)電路，采用DC24V作為供電電源，從根本上可以避免工頻傳導(dǎo)干擾；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路；采用脈沖變壓器取代工頻變壓器，同樣驅(qū)動(dòng)功率的情況下可大幅縮小電路體積，降低電路重量，提高效率；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路，燈絲驅(qū)動(dòng)電路采用全波同步整流技術(shù)，可顯著提高效率，降低發(fā)熱量；適合作為變送器驅(qū)動(dòng)電路，利用脈沖變壓器的特性，通過(guò)變比直接獲得陽(yáng)極高壓，簡(jiǎn)單可靠，效率高，發(fā)熱低；提供可靠的軟啟動(dòng)電路，從根本上解決燈絲閃斷故障。
【附圖說(shuō)明】
[0018]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型電