一种高压直流电源调制电路及方法技术

本发明专利技术高压直流电源技术领域，提供了一种高压直流电源调制电路及方法，该电路包括桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路，以及控制电路；在所述升压变压器的二次侧设有倍压电路，倍压电路输出用于驱动负载的高压直流电；所述高压直流电源调制电路还包括保护电路；所述保护电路包括电流反馈电路和定时保护电路；所述定时保护电路中包括用于设置定时参数的555定时器，以及用于根据采样电流和定时参数并按照预设的判断条件对控制电路输出反馈信号、以通过控制电路调节所述高压直流电的逻辑电路；采用了555定时器，结构简单，成本低且不易受到干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流电源调制电路及方法
本专利技术涉及高压直流电源
，具体涉及一种高压直流电源调制电路及方法。
技术介绍
传统医用的线性高压电源多采用低频变压器，该结构的电源体积大，效率低。为此，对其进行改进，改进后的高压电源为了降低体积采用了高频开关模式，但电磁干扰丰富，尤其是采用了单片机来控制开关，在处理电压采样和电流反馈电路时，容易受到高压电磁干扰，易报错，易损坏，可靠运行寿命较短。此外，采用了硬件逻辑电路FPGA实现的高压电源，虽然也满足抗电磁干扰强，可靠性高，但是成本高，电路较为复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有的缺陷，提供一种高压直流电源调制电路，采用了555定时器，结构简单，成本低且不易受到干扰。为实现上述目的，本专利技术在第一方面通过以下技术方案得以实现：一种高压直流电源调制电路，包括桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路，以及控制电路；在所述升压变压器的二次侧设有倍压电路，所述高压直流电源调制电路通过所述控制电路对所述低压推挽驱动电路的控制，在所述倍压电路的输出端生成用于驱动负载的高压直流电；所述高压直流电源调制电路还包括保护电路；所述保护电路包括电流反馈电路和定时保护电路；所述电流反馈电路耦接于所示高压直流电，以获取采样电流；所述定时保护电路中包括用于设置定时参数的555定时器，以及用于根据采样电流和定时参数并按照预设的判断条件对控制电路输出反馈信号、以通过控制电路调节所述高压直流电的逻辑电路。本专利技术进一步优选方案为：所述电流反馈电路包括采样单元和信号处理单元；所述采样单元获取所述采样电流，所述信号处理单元将通过所述采样电流转化成对应的电压信号；所述定时保护电路接收所述电压信号，且在持续时间满足预设的时间后向控制电路输出反馈信号。本专利技术进一步优选方案为：所述采样单元包括二极管D12、电容C5、电阻R29，以及压敏电阻ZNR1；其中所述压敏电阻ZNR1用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。本专利技术进一步优选方案为：所述信号处理单元串联在所述采样单元和所述定时保护电路之间；所述信号处理单元包括由R38、R39、R44、R47、R48、C10和U2B组成反向放大器，以及由R46、R49、R43、R45、R46、C7、C8和U2A组成的带电压偏置的同向放大器；所述反向放大器的放大倍数为1，用于将输入电压由负变正。本专利技术进一步优选方案为：所述定时保护电路的555定时器包括定时器U4和U5，定时器U4、U5及外围的逻辑电路形成二阶电流定时保护电路；所述同向放大器的输出端通过快速放电开关与定时器U4和U5的信号输入端相连。本专利技术进一步优选方案为：所述逻辑电路由三极管Q3至Q7组成的外围电路构成。本专利技术进一步优选方案为：所述二阶电流保护电路由三极管Q1和Q2组成的外围电路构成。本专利技术进一步优选方案为：还包括电流限值保护电路，所述电流限值保护电路包括比较器U3A和U3B。本专利技术进一步优选方案为：还包括电压反馈电路；所述电压反馈电路包括电压采样电路、电压比较电路和积分调压电路。本专利技术在第二方面，还提供了一种高压直流电源调制方法，包括以下步骤：S1：通过桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路、控制电路，以及倍压电路，生成用于驱动负载的高压直流电：S2：判断高压直流电的电流I大小，设定正常工作时的电流保护值为I1和I2，I1＜I2，定时时间t3＜t2＜t1，；S3：当I大于1.2倍的I2并持续定时时间t3后，将电压等级降到V2；当I大于1.2I2并持续定时时间3t3后，进入S5；S4：当I小于1.2I1并持续定时时间t1后，将电压等级升到V2或V3；当I大于1.2I1并持续定时时间3t3后，进入S5；S5：停止高压直流电的输出。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：采用全硬件和数字逻辑电路设计，无需单片机，安全可靠性好，响应速度快，巧妙运用NE555定时器芯片(替代单片机)和外围电路形成2档过压、过流保护及阶梯定时保护。附图说明图1是本专利技术中所述高压直流电源调制电路的电路原理框图。图2是滤波电路、桥堆整流电路及均压电路的电路原理图。图3是±12V电源的电路原理图。图4是控制电路的电路原理图。图5是低压推挽驱动电路、驱动变压器T2、RCD驱动电路、推挽开关拓扑电路，及倍压电路的电路原理图。图6是电流反馈电路和电流限值保护电路的电路原理图。图7是定时保护电路的电路原理图。图8是阶梯电流保护电路的电路原理图。图9是状态检测电路的电路原理图。图10是电压反馈电路的电路原理图。图11是高压直流电源达到正常输出工作状态后，阶梯保护电路的工作流程图(包括3阶电压保护和2阶电流保护的工作流程)。其中：1、电流反馈电路；2、电压反馈电路。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。如图1-10所示，为本专利技术一示例实施例提供的高压直流电源调制电路的原理框图及各模块的电路原理体。该高压直流电源调制电路包括桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路，以及控制电路。在升压变压器的二次侧设有二倍压电路，所述高压直流电源调制电路通过所述控制电路对所述低压推挽驱动电路的控制，在所述倍压电路的输出端生成用于驱动负载的高压直流电。高压直流电源调制电路还包括保护电路。所述保护电路包括电流反馈电路1和定时保护电路。本实施例中，定时保护电路中包括用于设置定时参数的555定时器，以及用于根据采样电流和定时参数并按照预设的判断条件对控制电路输出反馈信号、以通过控制电路调节所述高压直流电的逻辑电路。如图2所示，在一示例中，桥堆整流电路采用全桥整流电路，连接市电(AC电源)，可以将交流电压转化为低压直流电压。为了减少直流电源对电网的电磁干扰，设计EMC滤波电路，其中R36，ZNR3对输入端的冲击电压形成滤除作用，减小对内部电路的破坏性影响，其中C15，LF1和C24形成双π型低通滤波器对线电源过来的高频干扰及直流电源内部的高频干扰起到滤除作用，减少外来因素的干扰和对电网的干扰。在一示例中，在全桥整流电路的输出端串联均压电路。桥堆后的储能电容，通过SW1，根据电压等级(110VAC和220VAC)选择不同的连接方式，当输入的电压为110VAC时SW1拨到下端，耐压200V的储能电容E9既满足要求；当输入电压为220VAC时SW1拨到上端，悬空，此时储能电容E9和E10串接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流电源调制电路，包括桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路，以及控制电路；/n在所述升压变压器的二次侧设有倍压电路，所述高压直流电源调制电路通过所述控制电路对所述低压推挽驱动电路的控制，在所述倍压电路的输出端生成用于驱动负载的高压直流电；/n所述高压直流电源调制电路还包括保护电路；所述保护电路包括电流反馈电路和定时保护电路；其特征在于：/n所述电流反馈电路耦接于所示高压直流电，以获取采样电流；/n所述定时保护电路中包括用于设置定时参数的555定时器，以及用于根据采样电流和定时参数并按照预设的判断条件对控制电路输出反馈信号、以通过控制电路调节所述高压直流电的逻辑电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压直流电源调制电路，包括桥堆整流电路、由升压变压器构成的推挽开关拓扑电路、低压推挽驱动电路、驱动变压器、RCD驱动电路，以及控制电路；
在所述升压变压器的二次侧设有倍压电路，所述高压直流电源调制电路通过所述控制电路对所述低压推挽驱动电路的控制，在所述倍压电路的输出端生成用于驱动负载的高压直流电；
所述高压直流电源调制电路还包括保护电路；所述保护电路包括电流反馈电路和定时保护电路；其特征在于：
所述电流反馈电路耦接于所示高压直流电，以获取采样电流；
所述定时保护电路中包括用于设置定时参数的555定时器，以及用于根据采样电流和定时参数并按照预设的判断条件对控制电路输出反馈信号、以通过控制电路调节所述高压直流电的逻辑电路。


2.根据权利要求1所述的高压直流电源调制电路，其特征在于，所述电流反馈电路包括采样单元和信号处理单元；所述采样单元获取所述采样电流，所述信号处理单元将通过所述采样电流转化成对应的电压信号；所述定时保护电路接收所述电压信号，且在持续时间满足预设的时间后向控制电路输出反馈信号。


3.根据权利要求2所述的高压直流电源调制电路，其特征在于，所述采样单元包括二极管D12、电容C5、电阻R29，以及压敏电阻ZNR1；其中所述压敏电阻ZNR1用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。


4.根据权利要求3所述的高压直流电源调制电路，其特征在于，所述信号处理单元串联在所述采样单元和所述定时保护电路之间；所述信号处理单元包括由R38、R39、R44、R47、R48、C10和U2B组成反向放大器，以及由R46、R49、R43、R45、R46、C7、C8和U2A组成的带电压偏置的同向放大器；所述反向放大器的放大倍数为1，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永刚，郭林忠，
申请(专利权)人：杭州睿笛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33