超小型氙燈高壓模塊電源的製作方法
2023-10-05 13:38:39 1
專利名稱：超小型氙燈高壓模塊電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廣泛應用於醫療、汽車工業、照明攝影及軍工等方面的超小型氙
燈高壓模塊電源。
背景技術：
現有的脈衝氙燈高壓電源產品，一方面存在著供電電壓較高，不能在超低的輸入 電壓下工作(《3. 5V)，且控制功能少，使用起來不方便靈活；另一方面存在著體積大、重量 重，待機損耗大，負載的電光轉換效率較低，使高壓電源產品長期工作的穩定性及可靠性受 到影響。
發明內容
鑑於現有技術存在的不足，本發明提供了一種電路設計合理、控制功能多、使用方
便靈活、超低輸入電壓下工作、可靠性穩定性高的超小型脈衝氙燈高壓模塊電源。 本發明為實現上述目的，所採取的技術方案是一種超小型氙燈高壓模塊電源，包
括封裝在殼體內的電源電路，電源電路上焊接有數根引針，其特徵在於所述電源電路包括
振蕩驅動電路、保護電路、電壓提升及穩壓電路、功能控制電路、電壓反饋電路、觸發控制電路
和高壓輸出電路，所述電壓提升及穩壓電路分別與保護電路、電壓反饋電路及功能控制電路
連接，所述保護電路通過振蕩驅動電路與高壓輸出電路連接，所述電壓反饋電路分別與功能
控制電路、保護電路及高壓輸出電路連接，所述高壓輸出電路與觸發控制電路連接； 所述振蕩驅動電路中，電容Cl的正極分別接變壓器TRF初級線圈Lpl的1端和電
阻Rll的一端，電容C1的負極接地，變壓器TRF初級線圈Lpl的2端接三極體T3的集電極，
變壓器TRF反饋線圈Lp2的3端接二極體D3的正極，二極體D3的負極分別接電阻Rll的
另一端和電阻RIO的一端，電阻RIO的另一端接三極體T3的基極，三極體T3的發射極通過
電阻R9與變壓器TRF反饋線圈Lp2的4端相連並接地； 所述保護電路中，放大器U1A的2腳分別接二極體D2的正極和電阻R4的一端，電 阻R4的另一端接振蕩驅動電路中電容Cl的正極，二極體D2的負極接三極體T4的基極和 電阻R5的一端，三極體T4的發射極與電阻R5的另一端相連並接地，三極體T4的集電極接 振蕩驅動電路中三極體T3的基極，電阻R7與電容C5並聯，其一端分別接放大器U1A的4 腳和電阻R6的一端，其另一端和電容C4的一端相連並接地，電阻R6的另一端接基準輸出 端Vref，放大器U1A的5腳分別接電阻R8的一端和電容C4的另一端，電阻R8的另一端接 振蕩驅動電路中三極體T3的發射極，放大器U1A的3腳接內部供電端Vcc，放大器U1A的 12腳接地； 所述電壓提升及穩壓電路中，電感L1的一端接振蕩驅動電路中電容C1的正極，控 制晶片U2的1腳接地，控制晶片U2的3腳分別接二極體Dl的正極和電感Ll的另一端，控 制晶片U2的2腳分別接二極體D1的負極、電容C3的正極和電阻R3的一端並作為內部供 電端Vcc，基準源U3的1腳和3腳相連，且分別接電容C2的正極、電阻R3的另一端並作為基準輸出端Vref ，電容C2及電容C3的負極和基準源U3的2腳相連並接地；
所述功能控制電路中，三極體T1的漏極接振蕩驅動電路中電容C1的正極，三極體 Tl的源極分別接輸入電壓端VIN和電阻R1的一端，三極體T2的漏極分別接電阻R1的另一 端和三極體T1的柵極，三極體T2的柵極接啟動控制端CE和電阻R2的一端，三極體T2的 源極接電阻R2的另一端並接地，三極體T8的集電極接內部供電端Vcc，三極體T8的基極 通過電阻R21接充電控制端CHARGE，三極體T8發射極分別接電阻R19和電阻R20的一端， 電阻R20的另一端接地，電阻R19的另一端接二極體D6的正極，二極體D6的負極接保護電 路中三極體T4的基極，放大器U1D的10腳接基準輸出端Vref，放大器UlD的13腳分別接 電阻R24和電阻R25的一端、欠壓監測端VL0W，電阻R25的另一端接內部供電端Vcc，放大 器U1D的11腳分別接電阻R22和電阻R23的一端、電阻R24的另一端，電阻R18的一端接 內部供電端Vcc，電阻R18的另一端分別接三極體T7的集電極和充電準備端CHAR0K，三極 管T7的基極接電阻R26的一端，三極體T7發射極接地； 所述電壓反饋電路中，放大器U1B的1腳分別接電阻R15和電阻R16的一端、二極 管D5的正極和功能控制電路中電阻R26的另一端，電阻R16的另一端接內部供電端Vcc，二 極管D5的負極接保護電路中三極體T4的基極，放大器U1B的6腳分別接電阻R17的一端 和調壓端C0MB，電阻R17的另一端接地，放大器U1B的7腳分別接電阻R14的一端和二極體 D4的負極，二極體D4的正極接電阻R15的另一端； 所述觸發控制電路中，三極體T6的集電極接內部供電端Vcc，三極體T6的基極通 過電阻R27接放電控制端FIRE，電阻R28和電阻R30的一端相連並接三極體T6發射極，電 阻R30的另一端分別接電阻R29的一端和晶閘管T5的控制極，電阻R28和電阻R29的另一 端與晶閘管T5的陰極相連並接地，晶閘管T5的陽極分別接電阻R31的一端、電容C8的一 端和二極體D10的負極，電阻R31的另一端接電阻R32的一端，電容C8的另一端接二極體 D9的正極並作為觸發輸出端TRIG， 二極體D10的正極和二極體D9的負極相連並接地；
所述高壓輸出電路中，變壓器TRF的次級線圈5端接二極體D7的正極，二極體D7 的負極分別接二極體D8的正極、電阻R13和電容C7的一端、觸發控制電路中電阻R32的另 一端，二極體D8的負極接高壓輸出端V0UT1，電阻R13的另一端分別接電阻R12和電容C6 的一端、電壓反饋電路中電阻R14的另一端，變壓器TRF的次級線圈Ls的6端分別接電阻 R12和電容C6及電容C7的另一端並作為高壓輸出地HGND ; 本發明的有益效果是超低的輸入電壓；使用方便靈活的多種控制功能；待機損 耗小；長期穩定性及可靠性高；外形尺寸小，重量輕，易於PCB安裝。
圖1為本發明殼體的示意圖。
圖2為圖1的仰視圖。 圖3為本發明的電路連接框圖並作為摘要附圖。
圖4為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式
如圖1、2、3、4所示，超小型氙燈高壓模塊電源，包括封裝在殼體1內的電源電路，
5電源電路上焊接有數根引針2，電源電路包括振蕩驅動電路、保護電路、電壓提升及穩壓電 路、功能控制電路、電壓反饋電路、觸發控制電路和高壓輸出電路，電壓提升及穩壓電路分 別與保護電路、電壓反饋電路及功能控制電路連接，保護電路通過振蕩驅動電路與高壓輸 出電路連接，電壓反饋電路分別與功能控制電路、保護電路及高壓輸出電路連接，高壓輸出 電路與觸發控制電路連接； 主控制電路採用自激式振蕩電路，通過從高壓輸出及初級電流中獲得的採樣信 號，控制振蕩電路的工作狀態，有效降低電磁幹擾。
增加啟動控制開關，降低待機損耗；增加多種控制功能，讓使用方便靈活；內部採
用微型電壓提升電路，以適應超低的輸入電壓。 輸出工作高壓與引燃控制的一體化設計，以減小體積。 選用低噪聲、低溫漂、穩定性好的基準及元器件，提高模塊電源的長期穩定性。
確保輸入、輸出、控制的各個地間的獨立路徑，避免相互間串擾；合理的PCB布局； 合理的變壓器製作方式等。 電源採用金屬外殼，並將殼體1接地，有很好的電磁屏蔽作用，提高電源的抗幹擾 能力。 十四根引針2露於殼體1夕卜，殼體1底面兩側各有七根引針2，一側的七根引針2 按直流輸入電壓端VIN、充電準備端CHAR0K、欠壓監測端VL0W、觸發輸出端TRIG、高壓輸出 地HGND、高壓輸出端V0UT1及空腳NC順序排列，另一側的七根引針2按充電控制端CHARGE、 放電控制端FIRE、基準輸出端Vref 、輸入地GND、高壓調節端C0MB、空腳NC及啟動控制端CE 順序排列。 工作原理供電輸入電壓VIN通過由三極體Tl和T2及電阻R1、R2組成的啟動控 制開關，一方面為振蕩驅動電路提供供電電壓，另一方面經過由U2、U3、L1等組成的電源提 升及穩壓電路，為控制部分提供工作及基準電壓。 由三極體T3、初級線圈Lpl、反饋線圈Lp2等組成的振蕩驅動電路中，輸入電壓通 過電阻Rll、 R12為三極體T3提供初始基極電流，使其導通，在變壓器初級線圈Lpl兩端產 生的感應電勢通過變壓器耦合，在反饋線圈Lp2上產生的感應電勢，通過二極體D3、電阻 R10、三極體T3等形成正反饋，三極體T3進入深飽和狀態。此後，各感應電勢反向，又使三 極管T3進入截止狀態，周而復始形成振蕩。 初級產生的振蕩信號通過變壓器耦合到其次級，並通過二極體D7、D8及電容C7的 整流濾波，至高壓輸出端V0UT1。 從電阻R12上獲得的高壓採樣信號，通過由放大器U1B等組成的電壓反饋電路；與 從電阻R9上獲得的初級電流採樣信號，通過保護電路中放大器U1A的輸出，都去控制三極 管T4，進而控制振蕩驅動輸出。 當啟動控制信號CE為高電平時，三極體Tl導通，電源啟動。反之電源處於待機狀 態。 當充電控制信號CHARGE為高電平時，三極體T4、 T8導通，三極體T3截止，關閉振 蕩驅動輸出，即關閉充電。反之為開始充電。 當放電控制信號FIRE為高電平時，三極體T6導通，並觸發可控矽T5使其導通，電 容C8通過其迅速放電，在觸發輸出端TRIG輸出高脈衝觸發信號，觸發氙燈的觸發裝置，使氙燈放電。反之則停止放電。 供電輸入電壓經過電阻R22、R23的分壓取樣，通過放大器U1D等，輸出一欠壓信號 VL0W，當VLOW為低電平時為欠壓狀態。反之為正常狀態。 取自電壓反饋輸出的信號，經三極體T7後輸出一充電準備信號CHAR0K，當CHAR0K 為低電平時為充電準備好。 在基準輸出Vref與調壓端COMB間，連接一可變電阻，用來調節輸出高壓V0UT1的 大小。
權利要求
一種超小型氙燈高壓模塊電源，包括封裝在殼體(1)內的電源電路，電源電路上焊接有數根引針(2)，其特徵在於所述電源電路包括振蕩驅動電路、保護電路、電壓提升及穩壓電路、功能控制電路、電壓反饋電路、觸發控制電路和高壓輸出電路，所述電壓提升及穩壓電路分別與保護電路、電壓反饋電路及功能控制電路連接，所述保護電路通過振蕩驅動電路與高壓輸出電路連接，所述電壓反饋電路分別與功能控制電路、保護電路及高壓輸出電路連接，所述高壓輸出電路與觸發控制電路連接；所述振蕩驅動電路中，電容C1的正極分別接變壓器TRF初級線圈Lp1的1端和電阻R11的一端，電容C1的負極接地，變壓器TRF初級線圈Lp1的2端接三極體T3的集電極，變壓器TRF反饋線圈Lp2的3端接二極體D3的正極，二極體D3的負極分別接電阻R11的另一端和電阻R10的一端，電阻R10的另一端接三極體T3的基極，三極體T3的發射極通過電阻R9與變壓器TRF反饋線圈Lp2的4端相連並接地；所述保護電路中，放大器U1A的2腳分別接二極體D2的正極和電阻R4的一端，電阻R4的另一端接振蕩驅動電路中電容C1的正極，二極體D2的負極接三極體T4的基極和電阻R5的一端，三極體T4的發射極與電阻R5的另一端相連並接地，三極體T4的集電極接振蕩驅動電路中三極體T3的基極，電阻R7與電容C5並聯，其一端分別接放大器U1A的4腳和電阻R6的一端，其另一端和電容C4的一端相連並接地，電阻R6的另一端接基準輸出端Vref，放大器U1A的5腳分別接電阻R8的一端和電容C4的另一端，電阻R8的另一端接振蕩驅動電路中三極體T3的發射極，放大器U1A的3腳接內部供電端Vcc，放大器U1A的12腳接地；所述電壓提升及穩壓電路中，電感L1的一端接振蕩驅動電路中電容C1的正極，控制晶片U2的1腳接地，控制晶片U2的3腳分別接二極體D1的正極和電感L1的另一端，控制晶片U2的2腳分別接二極體D1的負極、電容C3的正極和電阻R3的一端並作為內部供電端Vcc，基準源U3的1腳和3腳相連，且分別接電容C2的正極、電阻R3的另一端並作為基準輸出端Vref，電容C2及電容C3的負極和基準源U3的2腳相連並接地；所述功能控制電路中，三極體T1的漏極接振蕩驅動電路中電容C1的正極，三極體T1的源極分別接輸入電壓端VIN和電阻R1的一端，三極體T2的漏極分別接電阻R1的另一端和三極體T1的柵極，三極體T2的柵極接啟動控制端CE和電阻R2的一端，三極體T2的源極接電阻R2的另一端並接地，三極體T8的集電極接內部供電端Vcc，三極體T8的基極通過電阻R21接充電控制端CHARGE，三極體T8發射極分別接電阻R19和電阻R20的一端，電阻R20的另一端接地，電阻R19的另一端接二極體D6的正極，二極體D6的負極接保護電路中三極體T4的基極，放大器U1D的10腳接基準輸出端Vref，放大器U1D的13腳分別接電阻R24和電阻R25的一端、欠壓監測端VLOW，電阻R25的另一端接內部供電端Vcc，放大器U1D的11腳分別接電阻R22和電阻R23的一端、電阻R24的另一端，電阻R18的一端接內部供電端Vcc，電阻R18的另一端分別接三極體T7的集電極和充電準備端CHAROK，三極體T7的基極接電阻R26的一端，三極體T7發射極接地；所述電壓反饋電路中，放大器U1B的1腳分別接電阻R15和電阻R16的一端、二極體D5的正極和功能控制電路中電阻R26的另一端，電阻R16的另一端接內部供電端Vcc，二極體D5的負極接保護電路中三極體T4的基極，放大器U1B的6腳分別接電阻R17的一端和高壓調節端COMB，電阻R17的另一端接地，放大器U1B的7腳分別接電阻R14的一端和二極體D4的負極，二極體D4的正極接電阻R15的另一端；所述觸發控制電路中，三極體T6的集電極接內部供電端Vcc，三極體T6的基極通過電阻R27接放電控制端FIRE，電阻R28和電阻R30的一端相連並接三極體T6發射極，電阻R30的另一端分別接電阻R29的一端和晶閘管T5的控制極，電阻R28和電阻R29的另一端與晶閘管T5的陰極相連並接地，晶閘管T5的陽極分別接電阻R31的一端、電容C8的一端和二極體D10的負極，電阻R31的另一端接電阻R32的一端，電容C8的另一端接二極體D9的正極並作為觸發輸出端TRIG，二極體D10的正極和二極體D9的負極相連並接地；所述高壓輸出電路中，變壓器TRF的次級線圈5端接二極體D7的正極，二極體D7的負極分別接二極體D8的正極、電阻R13和電容C7的一端、觸發控制電路中電阻R32的另一端，二極體D8的負極接高壓輸出端VOUT1，電阻R13的另一端分別接電阻R12和電容C6的一端、電壓反饋電路中電阻R14的另一端，變壓器TRF的次級線圈Ls的6端分別接電阻R12和電容C6及電容C7的另一端並作為高壓輸出地HGND；
2.根據權利要求l所述的超小型氙燈高壓模塊電源，其特徵在於所述數根引針(2) 露於殼體(1)夕卜，殼體(1)底面兩側各有七根引針(2)，一側的七根引針(2)按直流輸入電 壓端VIN、充電準備端CHAROK、欠壓監測端VLOW、觸發輸出端TRIG、高壓輸出地HGND、高壓輸 出端V0UT1及空腳NC順序排列，另一側的七根引針(2)按充電控制端CHARGE、放電控制端 FIRE、基準輸出端Vref 、輸入地GND、高壓調節端C0MB、空腳NC及啟動控制端CE順序排列。
全文摘要
本發明涉及一種氙燈高壓模塊電源，它包括封裝在殼體內的電源電路，電源電路上焊接有數根引針，電源電路包括振蕩驅動電路、保護電路、電壓提升及穩壓電路、功能控制電路、電壓反饋電路、觸發控制電路和高壓輸出電路，電壓提升及穩壓電路分別與保護電路、電壓反饋電路及功能控制電路連接，保護電路通過振蕩驅動電路與高壓輸出電路連接，電壓反饋電路分別與功能控制電路、保護電路及高壓輸出電路連接，高壓輸出電路與觸發控制電路連接；本發明的有益效果是超低的輸入電壓；使用方便靈活的多種控制功能；待機損耗小；長期穩定性及可靠性高；外形尺寸小，重量輕，易於PCB安裝。
文檔編號H05B41/30GK101754552SQ200910260099
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者於亮, 劉雲濱, 殷生鳴 申請人:天津市東文高壓電源廠