一种高精度高压模块制造技术

本发明专利技术涉及一种高精度高压模块，用于满足各种科学仪器或者工业生产设备中的高压电源供给。输入控制电路依次通过比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器和倍压电路与滤波电路连接，所述倍压电路的输出通过分压反馈电路与比较控制电路连接，低压供电电源与比较控制电路连接；采用24V低压电源供电，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过多级倍压电路，将其升压到3000V的直流高压输出，通过滤波电路，将整个电路的纹波控制在40mV以内。效果是：高压体积小巧，抗电磁干扰能力强，输出纹波低，具有高精度，高稳定性，可制备便携式高压电源的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高精度高压模块，不但可以单个模块制备便携式高压电源，也可以通过阵列组合实现多路高压电源输出。用于满足各种科学仪器或者工业生产设备中的高压电源供给。
技术介绍
高压电源在关乎国计民生的各个领域都有广泛的应用。在油烟净化、空气净化，静电喷涂，半导体制造设备，真空/等离子处理工艺，各种科学分析仪器设备，医疗学诊断和治疗系统中，都会直接或者间接使用各种高压电源。尤其是在科学研究中，粒子加速器、自由电子激光、中子源、回旋加速源器、电容电感脉冲发生网络、Marx高压脉冲发生器、电容充电器等都需要各种不同性能指标的高压电源(功率，功耗，纹波等)。在核电子学与核探测器领域，在高能物理实验、核电子学与核探测器研制过程中，会使用大量的高精度、大动态范围、高稳定性的各种高压电源。比如在一些关键器件测试研究过程中，如果发生高压组件短路打火的情况，或者高压电源供电方式不合理，抑或输出控制方式不当，都极易使设备受损，由此导致设备和样管损坏。为此，测试过程中，要合理选择高压的工作模式:独立隔离，共地保护等。急迫需要一款高稳定性，高精度，多路输出，抗干扰能力强的电源。同时，对于一些大型核物理实验和高能物理实验，对多路可编程控制高压电源的要求更高，不但要求对单个高压通道进行可编程逻辑控制，更要求单路高压性能的稳定性和可靠性。对于大型阵列高压输出电源，其核心元器件就是单路高压模块，为此，需要设计一款高精度高压模块电源，以适应用户需要。
技术实现思路
鉴于现有技术的状况及基于科学研究的需求，提供了一种高精度高压模块，使用24V低压供电电路，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过倍压电路，将其升压最高可达5000V的直流高压输出，通过特殊额滤波电路，可将整个电路的纹波控制在40mV以内。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种高精度高压模块，其特征在于:包括输入控制电路、比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器、倍压电路、滤波电路、分压反馈电路、低压供电电源，所述输入控制电路依次通过比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器和倍压电路与滤波电路连接，所述倍压电路的输出通过分压反馈电路与比较控制电路连接，低压供电电源与比较控制电路连接； 采用24V低压电源供电，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过多级倍压电路，将其升压到最高可达3000V的直流高压输出；通过多级滤波电路，将整个电路的纹波控制在40mV以内。本专利技术的有益效果是: 1.使用24V低压供电电路，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过倍压电路，将其升压最高可达5000V的直流高压输出。2.通过特殊的滤波电路，可将整个电路的纹波控制在40mV以内。3.本专利技术可以采用各种小型电子元器件，在保证性能不变的条件下，缩小体积后，多个模块单元可以组成一个高压插件，每个插件可以实现2路到16路高压通道输出。使用贴片元器件，可以使体积更减小，重量减轻，便于贴片机大批量生产。4.模块单元化，通过输入控制电路和模块控制电路，实现对单个模块的精确控制。5.模块单元具有可扩展性，不但可以单个模块制备便携式高压电源，也可以通过阵列方式组成多路输出电源。总之，高压体积小巧，抗电磁干扰能力强，输出纹波低，具有高精度，高稳定性，可制备便携式高压电源的特点。【附图说明】图1为本专利技术的电路连接框图； 图2为本专利技术的比较控制电路图； 图3为本专利技术的脉冲振荡功放电路图； 图4为本专利技术的升压变压器原理图； 图5为本专利技术的倍压电路原理图； 图6为本专利技术的滤波电路原理图； 图7为本专利技术的分压反馈电路原理图； 图8为本专利技术的高压模块纹波测试结果图； 图9为本专利技术的小高压模块纹波测试结果图。【具体实施方式】如图1所示，一种高精度高压模块，包括输入控制电路、比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器、倍压电路、滤波电路、分压反馈电路、低压供电电源。电路连接为:输入控制电路依次通过比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器和倍压电路与滤波电路连接，倍压电路的输出通过分压反馈电路与比较控制电路连接，低压供电电源与比较控制电路连接。采用24V低压电源供电，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过多级倍压电路，将其升压到3000V的直流高压输出，通过滤波电路，将整个电路的纹波控制在40mV以内。如图2所示，比较控制电路的具体连接为:运算放大器Ul的同相输入端3脚分别接二极管D3的正极、电阻R2、电阻R6的一端，反相输入端2脚分别接二极管D3的负极、电阻R3的一端、电容Cl的负极，电阻R6的另一端接电阻R7的一端，电阻R2、电阻R3的另一端接地，运算放大器UI的输出端6脚分别接电容CI的正极、电阻R 4的一端，运算放大器UI的负电源端4脚接地，电源端7脚分别接二极管D4的负极、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，二极管D4的正极分别接三极管Q2的发射极及+24V电源，三极管Q2的基极接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极接电阻R4的另一端，三极管Q3的发射极通过稳压管DZl接地。二极管D3、二极管D4主要功能是防止电压反向，运算放大器Ul主要功能是比较输入信号和输出信号误差的作用，通过三极管Q2和三极管Q3起到调节加到变压器原边电压的作用。整个电路使用一个5V稳压管DZl，起稳定三极管Q2、三极管Q3静态工作点的作用，保证输出信号的稳定性。二极管D3、二极管D4的具体型号可以是IN4148，但不仅限于此型号，运算放大器Ul具体型号可以是CA3140，但不仅限于此型号，三极管Q2和三极管Q3的具体型号可以是BD912，但不仅限于此型号，稳压管DZl的具体型号可以是LM-336，但不仅限于此型号。如图3所示，脉冲振荡功放电路的具体连接为:升压变压器Tl的I脚分别接电阻Rl的一端、电容C3的正极，电容C3的负极接地，升压变压器TI的2脚接三极管QI的集电极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极接升压变压器Tl的3脚，升压变压器Tl的4脚通过电阻R5分别接电阻Rl的另一端、电容C2的正极、电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别接二极管Dl的正极、二极管D2的负极，二极管Dl的负极、二极管D2的正极分别接电容C2的负极及地。该电路的主要功能是通过二极管Dl、二极管D2、电阻Rl和电阻R9、电容C2构成脉冲振荡电路，产生30KHZ左右振荡脉冲。该振荡脉冲经功放三极管Ql放大到功率为3W左右，然后将此放大后的脉冲提供给升压变压器的原边绕组，以保证升压变压器能正常工作。二极管Dl、二极管D2的具体型号可以是IN4148，但不仅限于此型号，三极管Ql的具体型号可以是BUT11A，但不仅限于此型号。如图4所示，升压变压器可以将原边绕组24V的低压脉冲，通过变压器变换成付边绕组500V的脉冲信号，达到电压升高的目的。如图5所示，倍压电路的具体连接为:二极管DV1、DV9、DV8、DV7、DV6、DV5、DV4、DV3、DV2、DV1依次串联在一起，在二极管DVlO的正极与二极管DV9的负极之间连接电容CV10，在二极管DV9的正极与二极管D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度高压模块，其特征在于：包括输入控制电路、比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器、倍压电路、滤波电路、分压反馈电路、低压供电电源，所述输入控制电路依次通过比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器和倍压电路与滤波电路连接，所述倍压电路的输出通过分压反馈电路与比较控制电路连接，低压供电电源与比较控制电路连接；采用24V低压电源供电，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过多级倍压电路，将其升压到最高可达3000V的直流高压输出；通过多级滤波电路，将整个电路的纹波控制在40mV以内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈育新，赵卫东，
申请(专利权)人：天津市森特尔新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12