一种可编程低纹波高压稳定电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可编程低纹波高压稳定电源，包括具有输出电压反馈功能的DC

【技术实现步骤摘要】
一种可编程低纹波高压稳定电源


[0001]本技术属于电子
，具体涉及一种可编程低纹波高压稳定电源。

技术介绍

[0002]在高峰值功率脉冲激光器等光电产品中，需要输出高峰值功率巨脉冲激光，一般使用电光调Q技术予以支持，这通常是以直流高压作为产生高速上升或下降的脉冲电压的前提。而作为探测激光回波的APD，不仅需要进行高压偏置，而且有较高的低纹波要求。
[0003]某些电光晶体如RTP，所需要的四分之一波长电压是基本固定的；而某些电光晶体如 KDP、LiNbO3等的四分之一波长电压又需要根据所处的环境温度变化而改变。APD的偏压一般也会随温度变化而有所改变，但在某个温度点需要低噪声、稳定度极高的偏压。所以，低纹波、高稳定度、可编程设置的直流高压源就成为这些光电设备的必要设施。
[0004]在技术专利《一种温度自适应电光调Q系统》中，基于Boost升压电路，采用了温度传感器、数字电位计和数字可编程器件的方式解决了可编程调节高压的问题，但存在两方面的不足：一是Boost升压电路是一种非隔离硬开关电源，其缺陷是有较大的开关噪声和干扰；二是数字电位计鲜有国产化替代型号，其分辨率也有限，一般的数字电位计不超过10 位，即理论上最多仅能设置1024个档位，因此很难实现更精细的高压调节。
[0005]另一方面，传统的Royer振荡器虽然可以产生交流高电压，并可由整流滤波电路变换为低纹波的直流高压，但由于其中的三极管放大系数、整流二极管等效动态阻抗等受温度影响较大，无法确保在不同的温度环境下输出的直流高压保持一致。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于，构建一种可编程低纹波高压稳定电源，该电源为电光调Q和 APD偏压提供所需的可编程设置、低纹波和高稳定度的直流高压发生电路，并具有自动化水平高、响应快速、电磁兼容性好等特点。
[0007]本技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种可编程低纹波高压稳定电源，包括：具有输出电压反馈功能的DC
‑
DC变换电路、 Royer振荡与直流高压产生电路、电压采样与AD转换电路、数字可编程器件DPD、数模转换器DAC、芯片级总线B1以及芯片级总线B2；
[0009]其中，DC
‑
DC变换电路的输入端和直流电源相连，DC
‑
DC变换电路的输出端和Royer 振荡与直流高压产生电路相连；Royer振荡与直流高压产生电路产生直流高压，经电压采样与AD转换电路以及芯片级总线B2接入至数字可编程器件DPD；数字可编程器件DPD经芯片级总线B1以及数模转换器DAC和DC
‑
DC变换电路的电压反馈端相连。
[0010]进一步，DC
‑
DC变换电路通过串接于输出端与电源地之间的采样电阻RFB和R10产生电压LV
out
，数模转换器DAC的输出端与采样电阻RFB和R10的公共端之间接入电阻R9，采样电阻RFB和R10的公共端和DC
‑
DC变换电路的电压反馈端相连。
[0011]进一步，DC
‑
DC变换电路的输出端与电源地之间连有滤波电容C2。
[0012]进一步，Royer振荡与直流高压产生电路包括Royer振荡电路TR、高频高压整流桥电路 V7以及整流滤波电容C1；Royer振荡电路TR以LV
out
作为输入以产生高频高压交流电，并在高频高压整流桥电路V7和整流滤波电容C1的作用下生成直流高压HVout。
[0013]进一步，芯片级总线B1设有总线隔离器BISO1。
[0014]进一步，芯片级总线B2设有总线隔离器BISO2。
[0015]进一步，该可编程低纹波高压稳定电源还包括环境传感器ST，环境传感器ST和数字可编程器件DPD相连。
[0016]进一步，该可编程低纹波高压稳定电源还包括芯片级总线B3，环境传感器ST通过芯片级总线B3和数字可编程器件DPD相连。
[0017]进一步，该可编程低纹波高压稳定电源还包括上位计算机UC，上位计算机UC和数字可编程器件DPD相连。
[0018]进一步，该可编程低纹波高压稳定电源还包括工业现场总线或设备间总线F1，上位计算机UC通过工业现场总线或设备间总线F1和数字可编程器件DPD相连。
[0019]具体的，DC
‑
DC变换电路(模块)N3，可将输入直流电源Vin变换成共地输出的电源 LV
out
，该变换电路具有输出电压反馈功能，从而可借助数模转换器N6对LV
out
进行电压调整；
[0020]Royer振荡电路，可将LV
out
直流电源电压经过该振荡电路变换成高频交流电压，进而使用整流桥电路V7整流为低纹波的直流高压源HVout；
[0021]模数采样及其转换电路N9，可对HVout高压源进行电压采样和转换，并经过芯片级总线B2及其总线隔离器BISO2将数据传输至数字可编程器件DPD；
[0022]数字可编程器件DPD，通过对模数转换所得实时数据的读取和判断后，经过芯片级总线 B1及其总线隔离器BISO1向数模转换器N6发出指令，从而对LV
out
进行实时电压调整。
[0023]另外，还可扩展DPD的环境监测能力和通讯功能，即根据实际需求，在DPD外围放置环境传感器ST(如温度传感器等)和铺设工业现场总线或设备间总线F1，通过监测各种物理/化学因素以获取本电源及其周边的各种物理/化学量，并适时通过上位机UC和总线F1向 DPD发出改变HVout的命令，最终由DPD和上述单元电路执行。
[0024]其中，DC
‑
DC变换电路(模块)N3具有输出电压反馈功能，即输出直流电源通过串接于输出端与电源地之间的采样电阻RFB、R10网络产生稳定电压LV
out
，而外接的数模转换器N6输出端与RFB、R10公共端之间接入电阻R9，从而使N6通过芯片级总线B1及其总线隔离器BISO1获得改变其输出模拟电压的指令以调整LV
out
电压值。前述LV
out
直流电压经过Royer振荡电路的变换后，产生出隔离的高频交流高压，并通过整流桥电路V7和高压电容C1得到直流高压HVout。
[0025]整流滤波电容C1两端接入电压采样和转换电路N9，且其中模数转换器可通过芯片级总线B2及其总线隔离器BISO2与数字可编程器件DPD进行不共地的数据通讯，从而将直流高压HVout的电压值实时告知DPD。
[0026]数字可编程器件DPD具有芯片级总线B1、B2的功能接口或可通过编写固件程序使其具备B1、B2的功能，从而可分别通过B1、B2及其总线隔离器BISO1、BISO2与N6、N9 进行数据通讯，即DPD根据实时读取到的HVout电压值，判断出N6输出电压是否已达到预定值，并向N6发出相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可编程低纹波高压稳定电源，其特征在于，包括：具有输出电压反馈功能的DC
‑
DC变换电路、Royer振荡与直流高压产生电路、电压采样与AD转换电路、数字可编程器件DPD、数模转换器DAC、芯片级总线B1以及芯片级总线B2；其中，DC
‑
DC变换电路的输入端和直流电源相连，DC
‑
DC变换电路的输出端和Royer振荡与直流高压产生电路相连；Royer振荡与直流高压产生电路产生直流高压，经电压采样与AD转换电路以及芯片级总线B2接入至数字可编程器件DPD；数字可编程器件DPD经芯片级总线B1以及数模转换器DAC和DC
‑
DC变换电路的电压反馈端相连。2.根据权利要求1所述的可编程低纹波高压稳定电源，其特征在于，DC
‑
DC变换电路通过串接于输出端与电源地之间的采样电阻RFB和R10产生电压LV
out
，数模转换器DAC的输出端与采样电阻RFB和R10的公共端之间接入电阻R9，采样电阻RFB和R10的公共端和DC
‑
DC变换电路的电压反馈端相连。3.根据权利要求2所述的可编程低纹波高压稳定电源，其特征在于，DC
‑
DC变换电路的输出端与电源地之间连有滤波电容C2。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翔，席文强，练文，陈伟，鄢皎皎，
申请(专利权)人：湖北久之洋信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：