本发明专利技术公开了一种宽输入范围的高压等离子电源，包括全桥整流电路、稳压电路、高压升压电路、输入端反馈电路、中端反馈电路、MOS管驱动电路、稳压电压电流检测电路、高压电压电流检测电路及MCU处理器，通过对全桥整流电路的输出电能进行感知，经由MCU处理器计算并控制MOS管驱动电路对稳压电路进行电力变换，并通过稳压电压电流检测电路和中端反馈电路对电力变换结果进行闭环控制，通过电压电流检测电路将相关信号送往MCU处理器，MCU处理器对数据进行计算并输出控制信号对MOS管驱动电路进行控制，进而控制高压升压电路工作，实现满足在宽输入电压范围内均能够满功率的进行高压输出，从而驱动高压等离子设备进行正常工作。从而驱动高压等离子设备进行正常工作。
【技术实现步骤摘要】
一种宽输入范围的高压等离子电源
[0001]本专利技术属于高压等离子
，具体涉及一种宽输入范围的高压等离子电源。
技术介绍
[0002]在高压等离子领域，等离子电源均是固定220V输入，在一些无法提供 220V供电的使用场景，往往使用工频变压器进行升压或者降压变换，工频变压器体积大、发热量高且价格高昂，使得设备投入增加且降低了设备的通用性。随着全球市场的进一步交汇融合，越来越需要在设备输入端直接兼容全球所有电压范围，基于此，提出一种宽输入范围的高压等离子电源，其输入端电压范围满足85~286Vac，满足全球所有地区的单相电压范围，大幅提升产品通用性。
技术实现思路
[0003]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：包括全桥整流电路、稳压电路、高压升压电路、输入端反馈电路、中端反馈电路、MOS管驱动电路、稳压电压电流检测电路、高压电压电流检测电路及MCU处理器。本专利技术通过对全桥整流电路的输出电能进行感知，感知数据经由输入端反馈电路送往MCU处理器，经由MCU处理器计算并控制MOS管驱动电路对稳压电路进行电力变换，并通过稳压电压电流检测电路和中端反馈电路对电力变换结果进行闭环控制，通过对高压输出进行电压电流检测，通过电压电流检测电路将相关信号送往MCU处理器，MCU处理器对数据进行计算并输出控制信号对MOS管驱动电路进行控制，进而控制高压升压电路工作，实现高压的闭环输出。通过MCU对稳压电路和高压升压电路的联合控制，建立输入电压与稳压电路控制脉冲的闭环关系，建立高压输出与高压升压电路控制脉冲的闭环关系，实现满足在宽输入电压范围（85~286Vac）内均能够满功率的进行高压输出，从而驱动高压等离子设备进行正常工作。
[0004]进一步地，所述全桥整流电路由二极管和电容滤波电路组成，用于将外接的交流电源转换为直流电源，所述二极管以对称形式出现，二极管D1，D3阳极相连，并连接至地（0V参考点），并连接至滤波电容的负极，二极管D2，D4阴极相连，并连接至输出电压正端，并连接至滤波电容的正极，在滤波电容的两端得到平稳的直流电源。
[0005]进一步地，所述稳压电路由LLC子电路和同步整流子电路组成，用于将直流电源转换为固定输出电压的直流电源，其中LLC子电路由MOS管（通常是2只）、匹配电容和变压器组成，同步整流子电路由MOS管（通常是2只）、滤波电容和滤波电感组成，MOS管Q2，Q5和谐振电容C1，C9以对称形式出现，形成斩波桥臂，其中谐振电感L1与MOS管构成的桥臂中点相连，并连接至隔离变压器T1，隔离变压器T1次级两个绕组首尾相连，形成直流电压正端，并分别在两个绕组另一端连接一个同步整流MOS管，两只同步整流MOS管的源极均与功率地相连，形成稳压直流电压的参考零点，并与经过L2滤波电感的稳压直流电压正端形成稳定的直流电压输出。
[0006]进一步地，所述高压升压电路由MOS管（通常是4只）和变压器组成，用于将固定输
出电压的直流电源转换为等离子设备需要的高压电源，斩波MOS管Q3，Q4，Q6，Q7以H桥的形式建立连接关系，并在H桥的桥臂中点引出连线，其中一路桥臂连接至升压变压器初级同名端，另一路桥臂连接至谐振电容一端，谐振电容另一端连接至升压变压器的初级异名端。
[0007]进一步地，所述输入端反馈电路由压敏电阻、安规电容和电流传感器组成，用于输入端反馈电路用于将输入电压对应的线性转换为可采样信号送往MCU处理器，感知数据经由输入端反馈电路送往MCU处理器，电流传感器置于市电接入点的保险管后，并以隔离的形式对电流进行无干扰采样。
[0008]进一步地，所述中端反馈电路用于将稳压电路输出的直流电压线性转换为可采样信号送往MCU处理器，由电阻、采样电容、闭环反馈集成芯片组成（通常是运算放大器）及辅助电阻电容器件组成，采样电阻使用多个大阻值、大功率的电阻串联而成。
[0009]进一步地，所述稳压电压电流检测电路用于将稳压电路的中间电压和电流参数按线性比例转换为可采样信号送往MCU处理器，由稳压电压检测子电路和稳压电流检测子电路组成，其中稳压电压检测子电路由自取电电阻、稳压二极管、分压电阻、隔离芯片（通常是隔离型VF转换芯片）、运算放大器芯片组成，稳压电流检测子电路由差分电阻、运算放大器芯片、滤波电阻和滤波电容组成，优选的，自取电电阻使用多个电阻串并联组合，并使用大容量的电容对自取电电源进行稳压和滤波，采样电阻使用多个大阻值、大功率的电阻串联而成。
[0010]进一步地，所述高压电压电流检测电流用于将高压电路的中间电压和电流参数按线性比例转换为可采样信号送往MCU处理器，由高压电压检测子电路和高压电流检测子电路组成，其中高压电压检测子电路由高压整流二极管、滤波电容、放电电阻、分压电阻和运算放大器芯片组成，高压电流检测子电路由低压整流二极管、匹配电阻、滤波电阻、滤波电容和运算放大器芯片组成，优选的，高压整流二极管耐压在1kV以上，低压二极管压降在0.15V以下，放电电阻和匹配电阻功率为0.25W。
[0011]进一步地，所述MOS管驱动电路由滤波电容、整流二极管、隔离光耦、隔离型模块电源和驱动电阻组成，用于接收MCU处理器的驱动信号，并将驱动信号进行放大之后传递给稳压电路和高压升压电路，控制稳压电路和高压升压电路内的MOS管进行导通和关断交替工作。
[0012]进一步地，所述MCU处理器由MCU处理器最小系统组成，包括晶振、匹配电容、MCU处理器芯片、滤波电感和滤波电容，用于接收反馈电路和电压电流检测电路的相关采样参数，并通过计算对采样参数进行比例还原，以反馈当前系统工作的真实参数，然后对计算结果与设定参数进行闭环控制计算，将闭环控制计算结果通过MOS管驱动电路实时反馈至稳压电路和高压升压电路的主功率变换拓扑中去，最终实现在宽输入电压范围内，满足等离子设备额定功率输出的需求。
[0013]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过MCU处理器计算并控制MOS管驱动电路对稳压电路进行电力变换，并通过稳压电压电流检测电路和中端反馈电路对电力变换结果进行闭环控制；通过对高压输出进行电压电流检测，通过电压电流检测电路将相关信号送往MCU处理器，MCU处理器对数据进行计算并输出控制信号对MOS管驱动电路进行控制，进而控制高压升压电路工作，实现高压的闭环输出；
通过MCU处理器对稳压电路和高压升压电路的联合控制，建立输入电压与稳压电路控制脉冲的闭环关系，建立高压输出与高压升压电路控制脉冲的闭环关系，实现满足在宽输入电压范围内均能够满功率的进行高压输出，从而驱动高压等离子设备进行正常工作。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中高压等离子电源连接示意图。
[0015]图2为全桥整流电路、稳压电路、高压升压电路及输入端反馈连接示意图。
[0016]图3为中端反馈电路结构图。
[0017]图4为稳压电压电流检测电路结构图。
[0018]图5为高压电压电流检测电路结构图。
[0019]图6为MOS管驱动电路结构图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宽输入范围的高压等离子电源，其特征在于，所述等离子电源包括全桥整流电路、稳压电路、中端反馈电路、稳压电压电流检测电路、高压升压电路、高压电压电流检测电路、MOS管驱动电路及MCU处理器，全桥整流电路输出电能的感知数据，经由MCU处理器计算并控制MOS管驱动电路对稳压电路进行电力变换，并通过稳压电压电流检测电路和中端反馈电路对电力变换结果进行闭环控制，通过高压电压电流检测电路对高压输出进行检测并将检测信号送往MCU处理器，MCU处理器对数据进行计算并输出控制信号对MOS管驱动电路进行控制，进而控制高压升压电路实现高压闭环输出。2.根据权利要求1所述的一种宽输入范围的高压等离子电源，其特征在于，所述全桥整流电路由二极管和电容滤波电路组成，用于将外接的交流电源转换为直流电源，二极管以对称形式出现，二极管（D1，D3）阳极相连，并连接至地，并连接至滤波电容的负极，二极管（D2，D4）阴极相连，并连接至输出电压正端，并连接至滤波电容的正极，在滤波电容的两端得到平稳的直流电源。3.根据权利要求1所述的一种宽输入范围的高压等离子电源，其特征在于，所述稳压电路用于将直流电源转换为固定输出电压的直流电源，由LLC子电路和同步整流子电路组成，其中LLC子电路由MOS管、匹配电容和变压器组成，同步整流子电路由MOS管、滤波电容和滤波电感组成，MOS管（Q2，Q5）和谐振电容（C1，C9）以对称形式出现，形成斩波桥臂，其中谐振电感L1与MOS管构成的桥臂中点相连，并连接至隔离变压器T1，隔离变压器T1次级两个绕组首尾相连，形成直流电压正端，并分别在两个绕组另一端连接一个同步整流MOS管，两只同步整流MOS管的源极均与功率地相连，形成稳压直流电压的参考零点，并与经过滤波电感L2的稳压直流电压正端形成稳定的直流电压输出。4.根据权利要求1所述的一种宽输入范围的高压等离子电源，其特征在于，所述高压升压电路用于将固定输出电压的直流电源转换为等离子设备需要的高压电源，由MOS管和变压器组成，斩波MOS管（Q3，Q4，Q6，Q7）以H桥的形式建立连接关系，并在H桥的桥臂中点引出连线，其中一路桥臂连接至升压变压器初级同名端，另一路桥臂连接至谐振电容一端，谐振电容另一端连接至升压变压器的初级异名端。5.根据权利要求1所述的一种宽输入范围的高压等离子电...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸿，陶忠元，
申请(专利权)人：南京威登等离子科技设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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