一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源制造技术

本发明专利技术涉及一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，包括外壳，其特征在于，其内设高压线性电路、欠压保护电路、输出预制检流电阻、恒流保护电路及控制芯片，采用两级拓扑结构；所述控制芯片包括软启动电路、内部振荡电路、最大占空比限制电路及轻载模式电路；所述控制芯片采用LM5022、LM5000及LM158；所述两级拓扑为单端反激拓扑及高压线性拓扑结构。本发明专利技术的优点是，本发明专利技术主要是靠内部芯片功能实现常用功能保护，次级肖特基二级管整流，大大提高了整机效率；同时，芯片功能的增强，大大减少了外围保护电路及控制电路，减小模块体积，从而为模块小型化和标准化奠定了技术基础。

【技术实现步骤摘要】
一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源
本专利技术属于探测器电源领域，具体涉及一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源。
技术介绍
目前在国内市场上，负电压输出高压极低纹波模块存在的缺点主要是，芯片功能较少，二极管管体积偏大，效率较低，导致外形体积偏大，且大部分的开关升压模块体积较大，效率偏低；同时电源稳压精度较差、纹波大。对于同类产品，以往通常采用金属外壳，但多为比重比较大的金属材质，使得产品重量相对较大，而且容易被外界的环境所影响，造成生锈腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，实现电源模块小型化、大范围可调，保证电源保护功能和极低纹波。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，包括外壳，其特征在于，其内设高压线性电路、欠压保护电路、输出预制检流电阻、恒流保护电路及控制芯片，采用两级拓扑结构；所述控制芯片包括软启动电路、内部振荡电路、最大占空比限制电路及轻载模式电路。进一步的，所述控制芯片采用LM5022、LM5000及LM158。进一步的，所述两级拓扑为单端反激拓扑及高压线性拓扑结构。进一步的，所述电源中的电容均为防浪涌电容，采用大容量瓷介电容器；所述电源开关管采用IRFR3710Z，所述电源整流管为高压线性MOS管，型号为STD7NM80；所述电源二极管采用肖特基USIM两支串联，所述电源变压器采用材质为ER9.5及EPC10磁芯的磁性材料。进一步的，所述电源采用SMT表面贴装技术，外壳为铝合金外壳，内部实体填充导热胶；电源外形尺寸为35×35×13mm3。作为优选，所述控制芯片LM5022的振荡电阻选用低温漂、高精度的电阻，电容采用低温漂、高精度的电容，工作温度范围-55℃--150℃；电源采样电阻均选用低温漂、高精度的电阻。作为优选，所述电源采用插针式安装方式，通过螺钉进行拆装。进一步的，所述电源适用于500W以下电源。本专利技术的有益效果在于：模块化设计，使用维修方便；接口丰富，体积小，配置灵活；成本低，输出纹波极低。通过控制芯片直接控制MOS管实现对输出电压的调节，电源的功率密度比使用分立元件的开关电源大很多，可靠性也更高；采用SMT表面贴装工艺，四层板工艺结构，性能稳定可靠；每一路的采样电阻均选用低温漂(30ppm)、高精度的电阻，提高电源的稳压精度；短路保护的电流取样中采用了电流环取样的方式，取代了以往电阻的取样方式，提高电源的效率及可靠性；适用于500W以下电源，由于电路设计简单，主功率驱动简单，功率器器件和驱动芯片选型灵活，可靠性高，适用于各种输入输出条件，军工小功率信号控制电源广泛使用，市场现有驱动芯片、磁材及主功率器件品种多，调试简单；安装简单、更换方便：采用铝合金外壳，同时也能作为内部电路的防护、散热功能。铝合金外壳通过表面处理成黑色氧化后，既能防外界环境的水汽盐雾的腐蚀，同时也大大降低了产品的重量。在安装上，考虑客户实际使用方便，设计成螺钉紧固的方式，便于安装和拆卸产品，当产品故障时便于随时将备件及时的更换。插针式安装：采用标准插针及遥控功能，实现了安装标准统一和外部控制信号INH控制模块。使用业界标准的Φ1.0*17mm插针，客户安装标准化；对于产品故障需要替换的，无需专业技术人员亦可完成，对于客户一个空开对应多个电源的情况下，需要该模块停止检查或更换，可直接通过INH端口停止模块，不影响其他电路正常工作。产品的定位为军用品，所以电源内部选用器件全部经过筛选，电源整机制作后，进行整机筛选，提高电源的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的模块外形结构仰视图；图2为本专利技术的模块外形结构侧视图；图3为本专利技术控制芯片电路原理图；图4为本专利技术LM5022芯片内部原理框图；图5为本专利技术LM5000芯片内部原理框图；图6为本专利技术LM158芯片内部原理框图；图7为本专利技术单端反激拓扑电路；图8为本专利技术高压线性电路反馈电路；图9为本专利技术电源印制板下板装配图正面示意图；图10为本专利技术电源印制板上板装配图正面示意图；图11为本专利技术生产流程图。具体实施方式如图1-11所示的一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，电源采用两级拓扑，单端反激拓扑加高压线性拓扑结构，开关频率在180KHz(典型值)。高压线性电路主要实现大范围可调和极低纹波输出，该产品采用SMT工艺制作，外壳为铝合金制成，内部实体填充导热胶。市场上大部分的开关升压模块体积较大，效率偏低，本电源通过控制芯片直接控制MOS管实现对输出电压的调节，电源的功率密度比使用分立元件的开关电源大很多，可靠性也更高，因此，本方案做出来的电源体积很小，且性能稳定。采用输出预制检流电阻，可以通过检测输出电流大小，用光耦调节控制芯片的信号强度，从而实现输出恒流的功能，可以实现长时间短路保护。产品参数：◇输入电压范围：12V～15V◇输出电压范围：-10V～-500V连续可调◇控制电压：0V对应-10V，5V对应-500V，中间区域线性变化。◇输出最大电流：200uA◇电流调整率：5％◇工作温度范围：-55℃～+85℃◇贮存温度范围：-55℃～+105℃◇尺寸：A:35×35×13mm3◇低纹波：Vpp≤10mVVrms≤1mV◇电压精度：2％◇具有禁止功能及输出电压可调功能◇六面金属外壳◇品级：军品如图1-2为本专利技术的结构外形图，采用SMT表面贴装工艺，四层板工艺结构，性能稳定可靠。1.控制芯片主要原理见图3，本专利技术控制芯片采用LM5022、LM5000和LM158，LM5022、LM5000控制器具有电流控制型有源箝位控制电路所需要的功能特点。芯片的供电电压范围，从6V到60V输入。模块内部线性电路已经将电压限制在12V，其他功能还包括设置最大占空比、输入欠压锁定保护、打嗝限流保护、自带PWM斜率补偿、软启动，芯片内部原理框图见图4、图5、图6。控制芯片是一款大范围PWM控制芯片，外部添加软启动电路、内部振荡电路、最大占空比限制电路、轻载模式电路。2.电阻电容的选取本电源电路输入防浪涌电容采取大容量瓷介电容器，其特点是无极性，适合用作混合集成电路或印刷电路的表面贴装元件，具有低等效串联电阻(ESR)和低等效串联电感(ESL)。为确保整个电路开关频率的稳定性，控制芯片LM5022的振荡电阻选用低温漂、高精度的电阻，电容采用低温漂、高精度的电容，工作温度范围-55℃--150℃。为了提高电源的稳压精度，每一路的采样电阻均选用低温漂(30ppm)、高精度的电阻。短路保护的电流取样中为了提高电源的效率及可靠性采用了电流环取样的方式，取代了以往电阻的取样方式。3.功率开关管和整流管的选取电压电路中，开关管在过压浪涌时，要承受15V的压降，流过管子的电流约为0.04A，则损耗功率为：Pmax＝15V×0.04A＝0.6W因此设计选用IRFR3710Z，电参数完全满足设计要求。IRFR3710Z基本参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，包括外壳，其特征在于，其内设高压线性电路、欠压保护电路、输出预制检流电阻、恒流保护电路及控制芯片，采用两级拓扑结构；所述控制芯片包括软启动电路、内部振荡电路、最大占空比限制电路及轻载模式电路。

【技术特征摘要】
1.一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，包括外壳，其特征在于，其内设高压线性电路、欠压保护电路、输出预制检流电阻、恒流保护电路及控制芯片，采用两级拓扑结构；所述控制芯片包括软启动电路、内部振荡电路、最大占空比限制电路及轻载模式电路。2.根据权利要求1所述的一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，其特征在于，所述控制芯片采用LM5022、LM5000及LM158。3.根据权利要求1所述的一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，其特征在于，所述两级拓扑为单端反激拓扑及高压线性拓扑结构。4.根据权利要求1所述的一种负电压输出电源高电压大范围可调探测器电源，其特征在于，所述电源中的电容均为防浪涌电容，采用大容量瓷介电容器；所述电源开关管采用IRFR3710Z，所述电源整流管为高压线性MOS管，型号为STD7NM80；所述电源二极管采用肖特基US...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑树义，沈毅，
申请(专利权)人：西安霍威电源有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61