一種程控高壓電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)，特別是涉及一種程控高壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電源，又名高壓發(fā)生器，英文:High voltage power supply，一般是指輸出電壓在五千伏特以上的電源，一般高壓電源的輸出電壓可達(dá)幾萬伏，甚至高達(dá)幾十萬伏特或更高。我們通常所說的高壓電源，一般泛指直流高壓電源，直流高壓電源又有線性調(diào)整高壓電源和開關(guān)型調(diào)整高壓電源兩種。其技術(shù)發(fā)展方向主要有兩個，一是提高電源功率，即高電壓、高電流;二是縮小電源體積，即高電壓，小體積，縮小電源的體積主要是提高電源的開關(guān)頻率。高功率電源，往往體積較大，而小體積電源，往往電流較小，功率較低。除此之外，高轉(zhuǎn)換效率，高負(fù)載，高精度，低紋波，也是高壓電源設(shè)計(jì)者的研究方向。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種程控高壓電源，方便控制，且測試精度高。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種程控高壓電源，包括數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、iCU微處理器及接口 ；數(shù)控電源的輸出端連接DC-AC逆變電路的輸入端，DC-AC逆變電路的輸出端連接整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端連接反饋采樣電路的輸入端，反饋采樣電路的輸出端連接MCU微處理器的輸入端，MCU微處理器的輸出端連接數(shù)控電源的輸入端，且MCU微處理器與接口雙向通信連接。
[0006]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述MCU微處理器由單片機(jī)STC89C51RD 組成。
[0007]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述數(shù)控電源由依次相互連接的DAC轉(zhuǎn)換器、運(yùn)放電路和功率三極管組成。
[0008]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述DAC轉(zhuǎn)換器由AD5790芯片組成，為20位電壓輸出型的DAC轉(zhuǎn)換器。
[0009]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述運(yùn)放電路由0P177芯片組成。
[0010]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述功率三極管由2SD1062芯片組成。
[0011]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述DC-AC逆變電路包括依次相互連接的輸入電感L1、基極電阻R7、諧振電容C12、2個三極管2SD1864和三繞組變壓器Tl。
[0012]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述采樣反饋電路由依次相互連接的采樣電阻、運(yùn)放電路和ADC組成。
[0013]作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型所述接口為UART異步串口和RS485接
□ O
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:設(shè)置數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、MCU微處理器及接口，提高測試精度，且在測試過程中能夠防止對數(shù)控電源的干擾，達(dá)到較好的整流濾波效果，結(jié)構(gòu)簡單，降低了測試成本，提高了測試效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的DC-AC逆變電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型的主旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種程控高壓電源，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。下面結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，以便對本實(shí)用新型的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更深入的詮釋。
[0018]本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，一種程控高壓電源，包括數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、MCU微處理器及接口；數(shù)控電源的輸出端連接DC-AC逆變電路的輸入端，DC-AC逆變電路的輸出端連接整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端連接反饋采樣電路的輸入端，反饋采樣電路的輸出端連接MCU微處理器的輸入端，MCU微處理器的輸出端連接數(shù)控電源的輸入端，且MCU微處理器與接口雙向通信連接。
[0019]本實(shí)用新型所述M⑶微處理器由單片機(jī)STC89C51RD組成。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本實(shí)用新型MCU使用STC的單片機(jī)STC89C51RD，主要是負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制，接收外部通信接口的指令，實(shí)現(xiàn)高壓的輸出，控制DAC進(jìn)而控制高壓的幅度，同時控制ADC實(shí)現(xiàn)高壓輸出幅度的反饋監(jiān)測。
[0020]為了達(dá)到較好的測試精度，本實(shí)用新型所述數(shù)控電源由依次相互連接的DAC轉(zhuǎn)換器、運(yùn)放電路和功率三極管組成。DAC轉(zhuǎn)換器選用AD5790，該DAC轉(zhuǎn)換器為20位電壓輸出型的DAC轉(zhuǎn)換器，運(yùn)放電路為0P177，功率三極管為2SD1062。本實(shí)用新型所述的數(shù)控電源模塊能輸出O?1V，分辨率為0.0 ImV的直流電壓。
[0021]本實(shí)用新型的DC-AC逆變電路的電路原理圖如圖2所示，本實(shí)用新型所述DC-AC逆變電路包括依次相互連接的輸入電感L1、基極電阻R7、諧振電容C12、2個三極管2SD1864和三繞組變壓器Tl AC-AC逆變電路采用的是自激推挽式逆變升壓電路(也叫Royer振蕩電路)。該電路能根據(jù)輸入電壓大小，輸出頻率固定、電壓峰峰值與輸入電壓大小成比例交流信號。如圖2所示，由輸入電感L1、基極電阻R7、諧振電容C12、2個三極管2SD1864和三繞組變壓器Tl組成。
[0022]DC-AC逆變電路工作原理如下:數(shù)控電源送來的可控電壓信號由電感LI進(jìn)入。LI為變壓器Tl的中心抽頭提供一個高交流輸入阻抗，能防止本電路對數(shù)控電壓源的干擾;R7大小為200 Ω，給Q7、Q8供基極直流偏置，最大可提供21.5mA的基極電流，即Q7、Q8集電極和變壓器初級最大電流為2.15A。初級繞組與次級繞組的變比是1:400，即輸入電壓最大為5V時，初級產(chǎn)生峰峰值為5V的自激振蕩信號，次級繞組(高壓輸出端)峰峰值為2000V的交流高壓。
[0023]整流濾波電路使用半波整流和倍壓整流相結(jié)合的方式。如果設(shè)置輸出高壓低于300V時使用半波整流;大于300V時使用倍壓整流，最大輸出電壓為1700V。
[0024]本實(shí)用新型所述采樣反饋電路由依次相互連接的采樣電阻、運(yùn)放電路和ADC組成，負(fù)責(zé)采樣輸出的高壓，并完成AD轉(zhuǎn)換給MCU使用。選用2個5.1M和一個30K電阻串聯(lián)，為了保證精度，這幾個電阻都是萬分之一精度，溫漂小于5ppm。運(yùn)放選用0P177，ADC選用AD7780，這個是24位的ADC。對于O?1V的采樣，具有0.0OlmV的分辨率，能滿足系統(tǒng)的需求。
[0025]另外，本實(shí)用新型所述接口為UART異步串口和RS485接口，主要用于外部對電源的控制。
[0026]通過以上實(shí)施例中的技術(shù)方案對本實(shí)用新型進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然所描述的實(shí)施例為本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種程控高壓電源，其特征在于:包括數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、M⑶微處理器及接口 ；數(shù)控電源的輸出端連接DC-AC逆變電路的輸入端，DC-AC逆變電路的輸出端連接整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端連接反饋采樣電路的輸入端，反饋采樣電路的輸出端連接MCU微處理器的輸入端，MCU微處理器的輸出端連接數(shù)控電源的輸入端，且MCU微處理器與接口雙向通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程控高壓電源，其特征在于:所述MCU微處理器由單片機(jī)STC89C51RD 組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程控高壓電源，其特征在于:所述數(shù)控電源由依次相互連接的DAC轉(zhuǎn)換器、運(yùn)放電路和功率三極管組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的程控高壓電源，其特征在于:所述DAC轉(zhuǎn)換器由AD5790芯片組成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的程控高壓電源，其特征在于:所述運(yùn)放電路由0P177芯片組成。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的程控高壓電源，其特征在于:所述功率三極管由2SD1062芯片組成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程控高壓電源，其特征在于:所述DC-AC逆變電路包括依次相互連接的輸入電感L1、基極電阻R7、諧振電容C12、2個三極管2SD1864和三繞組變壓器Tl。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程控高壓電源，其特征在于:所述采樣反饋電路由依次相互連接的采樣電阻、運(yùn)放電路和ADC組成。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的程控高壓電源，其特征在于:所述接口為UART異步串口和RS485接口。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種程控高壓電源，包括數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、MCU微處理器及接口；數(shù)控電源的輸出端連接DC-AC逆變電路的輸入端，DC-AC逆變電路的輸出端連接整流濾波電路的輸入端，整流濾波電路的輸出端連接反饋采樣電路的輸入端，反饋采樣電路的輸出端連接MCU微處理器的輸入端，MCU微處理器的輸出端連接數(shù)控電源的輸入端，且MCU微處理器與接口雙向通信連接。本實(shí)用新型設(shè)置數(shù)控電源、DC-AC逆變電路、整流濾波電路、反饋采樣電路、MCU微處理器及接口，提高測試精度，且在測試過程中能夠防止對數(shù)控電源的干擾，達(dá)到較好的整流濾波效果，結(jié)構(gòu)簡單，降低了測試成本，提高了測試效率。
【IPC分類】H02M3/28
【公開號】CN205283402
【申請?zhí)枴緾N201620005567
【發(fā)明人】張志堅(jiān), 楊雷, 陳平平
【申請人】東莞理工學(xué)院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月6日