具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路制造技术

本实用新型专利技术公开了具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路，包括依次电相连的电子束高压产生模块、电源隔离模块。本实用新型专利技术解决了现有技术存在的无电压隔离、容易导致安全事故等问题。等问题。等问题。

【技术实现步骤摘要】
具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路


[0001]本技术涉及光波导
，具体是具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路。

技术介绍

[0002]当前电子束场域的高压场强主要由直流高压发生器提供的高压产生，但是在直流高压发生器中，系统控制部分的供电采用的是非隔离方案，即在输入电源、变换电源、控制电源及之间没有足够的电气隔离，存在一定的安全风险。现有技术存在：无电压隔离、容易导致安全事故的问题。
[0003]隔离主要是为了将输入功率电、信号部分供电、输出功率电相互隔离不串扰，保证个部分供电不干扰，维持系统的稳定；当前的高压系统的供电主要有两种技术：
[0004]1、将220V变换为低压直流电12V/24V/36V，然后将低压直流电12V/24V/36V通过推挽/半桥/全桥拓扑升压至320V，随后将320V变换为10KV以上的高压；控制部分的供电是将低压直流电12V/24V/36V经过三端稳压器或者BUCK/BOOST变换为所需电压，此时，输入功率电与信号系统电没有隔离开。
[0005]2、将220V变换为低压直流电12V/24V/36V，然后将低压直流电12V/24V/36V通过推挽/半桥/全桥拓扑升压至320V，随后将320V变换为10KV以上的高压；控制部分的供电是通过将一个辅助绕组绕制在推挽/半桥/全桥变压器中，实现单独绕组的供电，但是在一定功率下，初级绕组由于电压较低，绕组内电流较大，因此会有较大的电流尖峰，该电流尖峰会因互感原理在辅助绕组中呈现出较大的电压阶跃，进而影响信号部分的稳定性。
[0006]现有技术存在：无电压隔离、容易导致安全事故的问题。

技术实现思路

[0007]为克服现有技术的不足，本技术提供了具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路，解决现有技术存在的无电压隔离、容易导致安全事故等问题。
[0008]本技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0009]具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路，包括依次电相连的电子束高压产生模块、电源隔离模块，电源隔离模块包括芯片U7、芯片U8、变压器T6、N沟道增强型MOS管Q15、F4、R56、R57、R58、R59、R60、R61、R63、R65、R67、R68、R69、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39、C40、C41、D4、D5、D6、L1、L2，T6的端子1、L1、F4、24V电压输入端依次电相连，T6的端子1、C30、地依次电相连，T6的端子1、C31、地依次电相连，T6的端子1、C27、R60、T6的端子2依次电相连；T6的端子2接Q15的d极，Q15的s极、R69、地依次电相连，Q15的g极、R68、Q15的s极与R69之间的节点依次电相连，R68与R69之间的节点接U7的引脚3；T6的端子3接D5的阳极；T6的端子4接地；T6的端子5接D4的阳极，D4的阴极、L2、12V电压输出端依次电相连，T6的端子5与D4的阳极之间的节点、R57、C32、D4的阴极与L2之间的节点依次电相连；T6的端子6接地，D4的阴极与L2之间的节点、C29、地依次电相连，D4的阴极与L2之间的
节点、R59、地依次电相连，L2与12V电压输出端之间的节点、C28、地依次电相连；U7的引脚2接地；U7的引脚5接地；U7的引脚3、C41、地依次电相连，U7的引脚3、R58、T6的端子1依次电相连，U7的引脚3、C38、U7的引脚4依次电相连；U7的引脚4、R63、U7的引脚8依次电相连，U7的引脚4、C40、地依次电相连，R63与U7的引脚8之间的节点、C39、地依次电相连；U7的引脚6、R65、R67、Q15的g极依次电相连，R65与R67之间的节点接D6的阴极，D6的阳极接Q15的g极；U7的引脚7、R61、D5的阴极依次电相连，U7的引脚7、R56、T6的端子1依次电相连；其中，芯片U7型号为UC2844，U8型号为TL431,T6的型号为EPC25。
[0010]作为一种优选的技术方案，还包括芯片U6、R62、R64、R66、R70、R71、C42、C43，U6的引脚1、R64、D4的阴极与L2之间的节点依次电相连；U6的引脚2、C42、R66、R62、12V电压输出端依次电相连，U6的引脚2接U8的K引脚，U8的R引脚、R71、地依次电相连，U8的R引脚接C42与R66之间的节点，U8的A引脚接地；U6的引脚3接U7的引脚2；U6的引脚4接U7的引脚1，U6的引脚4、R70、U6的引脚3依次电相连，U6的引脚4、C43、U6的引脚3依次电相连；其中，U6型号为PC817。
[0011]作为一种优选的技术方案，还包括芯片U5、C34、C35、C36、C37,U5的引脚1接12V电压输入端，U5的引脚1、C34、地依次电相连，U5的引脚1、C36、地依次电相连；U5的引脚2接地；U5的引脚3、C35、地依次电相连，U5的引脚3、C37、地依次电相连；其中，芯片U5的型号为LM7805。
[0012]作为一种优选的技术方案，电子束高压产生模块包括依次电相连的低压变换模块、高压并联模块，所述低压变换模块的输入端为连接低压信号的引脚，所述低压变换模块的输出端为输出N路中压信号的引脚，所述高压并联模块包括N个相互并联的高压子模块，所述高压子模块的输出端为输出10KV～25KV高压信号的引脚，相邻的高压子模块之间连接有延时模块；其中，低压信号的电压为18V～36V，中压信号的电压为390V～410V，N为整数且N≥2。
[0013]作为一种优选的技术方案，低压变换模块的输入端为24V电压输入引脚，中压信号的引脚为400V输出引脚。
[0014]作为一种优选的技术方案，N＝2，两个高压子模块分别记为第一高压子模块、第二高压子模块。
[0015]本技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0016](1)本技术将电源及控制部分进行隔电气隔离，将输入电压、控制信号的供电、中压、输出高压相互之间实现隔离，隔离手段主要是高频隔离变压器，同时在环路中使用了光耦，实现了不同部分的电气隔离，保证了系统的安全性；
[0017](2)采用带有辅助绕组的反激结构，一方面利用变压器的隔离特点实现各部分的电气隔离，同时也能够实现在某一供电绕组出现故障时切断整个系统的供电，从而避免故障范围的扩大，提升系统的安全性；
[0018](3)具有线性光电耦合器的反馈环路能够将反馈环路中的信号进行隔离变换，实现输出与输入的电气隔离，做到功率级及信号级的全隔离，保证了安全性；
[0019](4)多高压模块的并联的优势可以实现高压大功率输出，打破了高压变换器的体积限制，使之具有良好的功率输出及冗余性，同时该并联方案减小了高压输出的冲激，提高了系统的稳定性及可靠性；
[0020](5)采用24V变换400V的推挽结构，其优势在于体积小，功率密度高，输入电压的适应性广，且前后级的功率隔离保证了安全性；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具备隔离功能的光波导曝光功率提升电路，其特征在于，包括依次电相连的电子束高压产生模块、电源隔离模块，电源隔离模块包括芯片U7、芯片U8、变压器T6、N沟道增强型MOS管Q15、F4、R56、R57、R58、R59、R60、R61、R63、R65、R67、R68、R69、C27、C28、C29、C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37、C38、C39、C40、C41、D4、D5、D6、L1、L2，T6的端子1、L1、F4、24V电压输入端依次电相连，T6的端子1、C30、地依次电相连，T6的端子1、C31、地依次电相连，T6的端子1、C27、R60、T6的端子2依次电相连；T6的端子2接Q15的d极，Q15的s极、R69、地依次电相连，Q15的g极、R68、Q15的s极与R69之间的节点依次电相连，R68与R69之间的节点接U7的引脚3；T6的端子3接D5的阳极；T6的端子4接地；T6的端子5接D4的阳极，D4的阴极、L2、12V电压输出端依次电相连，T6的端子5与D4的阳极之间的节点、R57、C32、D4的阴极与L2之间的节点依次电相连；T6的端子6接地，D4的阴极与L2之间的节点、C29、地依次电相连，D4的阴极与L2之间的节点、R59、地依次电相连，L2与12V电压输出端之间的节点、C28、地依次电相连；U7的引脚2接地；U7的引脚5接地；U7的引脚3、C41、地依次电相连，U7的引脚3、R58、T6的端子1依次电相连，U7的引脚3、C38、U7的引脚4依次电相连；U7的引脚4、R63、U7的引脚8依次电相连，U7的引脚4、C40、地依次电相连，R63与U7的引脚8之间的节点、C39、地依次电相连；U7的引脚6、R65、R67、Q15的g极依次电相连，R65与R67之间的节点接D6的阴极，D6的阳极接Q15的g极；U7的引脚7、R61、D5的阴极依次电相连，U7的引脚7、R56、T6的端子1依次电相连；其中，芯片U7型号为UC2844，U8型号为TL431...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海时，李珂，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：新型
国别省市：