0～15KV可调精密DC-DC转换器制造技术

本申请涉及一种0～15KV可调精密DC

【技术实现步骤摘要】
0～15KV可调精密DC
‑
DC转换器


[0001]本申请一般地涉及DC
‑
DC转换器
，尤其涉及一种0～15KV可调精密DC
‑
DC转换器。

技术介绍

[0002]DC
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DC转换器为将输入直流电压转换为输出直流电压的电压转换器。根据输入直流电压与输出直流电压的电平高低关系的不同，DC/DC转换器分为三类：升压型DC
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DC转换器、降压型DC
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DC转换器以及升降压型DC
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DC转换器。目前DC
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DC转换器广泛应用于汽车、计算机、手机、显示器、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
[0003]DC
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DC转换器可用作高压电源模块，为负载提供在0V至
±
15000V范围内连续可调的直流高压输出。现有技术中的大部分同电压等级的升压高压电源模块体积大，结构复杂，模块化程度低，稳压过压保护不完善，导致工作稳定性低，维修难度大，使用成本高昂。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的上述一个或多个技术问题，本申请提供了一种0～15KV可调精密DC
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DC转换器，以减小高压电源模块的体积，简化其结构，提高其模块化程度，关键电路均采用高精密元器件，提高高压电源的精度，增强稳压过压保护，从而提高高压电源的工作稳定性，减小其维修难度，降低其使用成本。
[0005]本申请提供了一种0～15KV可调精密DC
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DC转换器，包括壳体和转换电路，所述转换电路包括依次连接的输入滤波电路、振荡升压电路、倍压电路和输出滤波电路，其中所述输入滤波电路连接所述DC
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DC转换器的电源输入端子，所述输出滤波电路连接所述DC
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DC转换器的高压输出端子；所述转换电路还包括采样电路、恒压恒流校准电路和控制电路；所述采样电路包括电压采样及电流采样，用以采集所述DC
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DC转换器的输出电压及电流；所述恒压恒流校准电路用以保证所述DC
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DC转换器的输出电压电流在一定的安全范围内，防止其太大而引起损坏；所述控制电路主要用来控制所述DC
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DC转换器的振荡升压回路的频率而使其正常工作。
[0006]在一个实施例中，所述输入滤波电路包括第一电感器、第二电感器以及第一电容器，其中所述第一电感器的一端连接所述DC
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DC转换器的所述电源输入正端子，另一端与所述第二电感器串联，所述第二电感器的另一端为所述输入滤波电路的输出端，所述第一电感器与所述第二电感器的连接点连接所述第一电容器后接地。
[0007]在一个实施例中，所述振荡升压电路为推挽型振荡升压电路，包括第一场效应管、第二场效应管和升压变压器，其中所述升压变压器初级两个线圈串联，两端分别连接所述第一场效应管和第二场效应管的漏极，所述初级线圈的中间抽头连接所述输入滤波电路的输出端，所述第一场效应管和第二场效应管的源极接地，栅极分别由所述控制电路控制。
[0008]在一个实施例中，所述倍压电路为十级倍压电路，包括第二至第十一电容器以及第一至第十二极管，其中每级倍压包含相串联的电容器及二极管各一只，然后按照极性相
加的原理串接起来以达到倍压的目的，第一级倍压电路连接所述升压变压器的次级线圈以输入经升压后的电压，所述十级倍压电路输出十倍压电压。所述倍压电路中的二极管极性根据所述DC
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DC转换器输出电压的极性可进行对应调整。
[0009]在一个实施例中，所述输出滤波电路包括第一电阻器、第二电阻器以及第十二电容器，其中所述第一电阻器的一端连接所述倍压电路的所述输出端，另一端与所述第二电阻器串联，所述第二电阻器的另一端连接所述DC
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DC转换器的所述高压输出端子，所述第十二电容器一端连接所述第一电阻器和第二电阻器的节点，另一端接所述DC
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DC转换器的所述高压输出地。
[0010]在一个实施例中，所述采样电路包括电压采样和电流采样两部分，其中所述电压采样电路包括第一运算放大器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器以及第十三电容器，其中所述第三电阻器一端连接所述输出滤波电路的输出端，另一端连接所述第四电阻器的一端，其节点输入到所述第一运算放大器的同相输入端，所述第四电阻器的另一端接地；所述第五电阻器的一端连接所述第一运算放大器的反相输入端，另一端接地；所述第十三电容器连接所述第一运算放大器的反相输入端及输出端，所述第一运算放大器的输出端连接所述DC
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DC转换器的电压采样输出端子；所述电流采样电路包括第二运算放大器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器以及第十四电容器，其中所述第六、第七电阻器的一端连接，节点连接所述升压变压器次级线圈的虚拟地一端，所述第六电阻器的另一端接地，所述第七电阻器的另一端连接所述第二运算放大器的反相输入端，所述第八电阻器的一端连接所述第二运算放大器的同相输入端，另一端接地，所述第十四电容器连接所述第二运算放大器的反相输入端及输出端，所述第二运算放大器的输出端连接所述DC
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DC转换器的电流采样输出端子。
[0011]在一个实施例中，所述恒压恒流校准电路包括恒压校准电路和恒流校准电路，其原理相同，其中所述恒压校准电路包含第九电阻器、第十电阻器、第十一电阻器、第十二电阻器、第十五电容器以及第三运算放大器。所述第九电阻器一端连接所述DC
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DC转换器的电压调节输入端子，另一端连接所述第三运算放大器的同相端，所述第十电阻器的一端连接所述电压采样电路的输出端，另一端连接所述第十一电阻器一端及所述第三运算放大器的反相端，所述第十一电阻器的另一端接地，所述第十五电容器和第十二电阻器串联后连接所述第三运算放大器的反相输入端及输出端；所述恒流校准电路包含第十三电阻器、第十四电阻器、第十五电阻器、第十六电阻器、第十六电容器以及第四运算放大器，所述第十三电阻器的一端连接所述DC
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DC转换器的电流调节输入端子，另一端连接所述第四运算放大器的同相端，所述第十四电阻器的一端连接所述电流采样电路的输出端，另一端连接所述第十五电阻器一端及所述第四运算放大器的反相端，所述第十五电阻器的另一端接地，所述第十六电容器和第十六电阻器串联后连接所述第四运算放大器的反相输入端及输出端。
[0012]在一个实施例中，所述控制电路包括PWM控制芯片及其外围电路，所述控制电路的输入端包括：所述恒压校准电路的输出端、所述恒流校准电路的输出端；所述控制电路的输出端包括：连接所述DC
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DC转换器的基准电压输出端子，分别连接所述振荡升压电路中的两个场效应管的栅极。
[0013]在一个实施例中，所述DC
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DC转换器的输入电压范围是11～16V或21～28V，输出电压范围是0V至
±
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种0~15KV可调精密DC
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DC转换器，包括壳体和转换电路，其特征在于，所述转换电路包括依次连接的输入滤波电路、振荡升压电路、倍压电路和输出滤波电路，其中所述输入滤波电路连接所述DC
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DC转换器的电源输入端子，所述输出滤波电路连接所述DC
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DC转换器的高压输出端子；所述转换电路还包括采样电路、恒压恒流校准电路和控制电路，其中所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路采集所述DC
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DC转换器的输出电压信号并输出到所述DC
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DC转换器的电压采样输出端子，所述电流采样电路采集所述DC
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DC转换器的输出电流信号并输出到所述DC
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DC转换器的电流采样输出端子；所述恒压恒流校准电路用以保证所述DC
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DC转换器的输出电压电流在一定的安全范围内，以防止电压电流过大而引起故障；所述控制电路连接所述振荡升压电路，以控制其振荡频率；所述输入滤波电路包括第一电感器、第二电感器以及第一电容器，其中所述第一电感器的一端连接所述DC
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DC转换器的电源输入正端子，另一端与所述第二电感器串联，所述第二电感器的另一端为所述输入滤波电路的输出端，所述第一电感器与所述第二电感器的连接点连接所述第一电容器后接地。2.根据权利要求1所述的0~15KV可调精密DC
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DC转换器，其特征在于，所述振荡升压电路为推挽型振荡升压电路，包括第一场效应管、第二场效应管和升压变压器，其中所述升压变压器的两个初级线圈串联，两端分别连接所述第一场效应管和第二场效应管的漏极，所述初级线圈的中间抽头连接所述输入滤波电路的输出端，所述第一场效应管和第二场效应管的源极接地，栅极分别由所述控制电路控制。3.根据权利要求2所述的0~15KV可调精密DC
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DC转换器，其特征在于，所述倍压电路为十级倍压电路，包括第二至第十一电容器以及第一至第十二极管，其中每级倍压包含相串联的电容器及二极管各一只，然后按照极性相加的原理串接起来以达到倍压的目的，第一级倍压电路连接所述升压变压器的次级线圈以输入经升压后的电压，所述十级倍压电路输出十倍压电压。4.根据权利要求1所述的0~15KV可调精密DC
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DC转换器，其特征在于，所述输出滤波电路包括第一电阻器、第二电阻器以及第十二电容器，其中所述第一电阻器的一端连接所述倍压电路的所述输出端，另一端与所述第二电阻器串联，所述第二电阻器的另一端连接所述DC
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DC转换器的所述高压输出端子，所述第十二电容器一端连接所述第一电阻器和第二电阻器的节点，另一端接所述DC
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DC转换器的高压输出地。5.根据权利要求2所述的0~15KV可调精密DC
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DC转换器，其特征在于，所述采样电路包括电压采样电路和电流采样电路两部分，其中所述电压采样电路包括第一运算放大器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器以及第十三电容器，其中所述第三电阻器的一端连接所述输出滤波电路的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏海阔，
申请(专利权)人：西安科索电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：