超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源的製作方法

2023-05-26 07:33:31

專利名稱：超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於光譜學、質量光譜學與固體表面分析、環境監測、生物技 術及醫療應用等方面儀器設備中的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源。
技術背景現有光電倍增管專用高壓模塊電源產品，大多數是負高壓輸出，隨著科技發展，光 電倍增管的使用範圍越來越廣，用途也越來越多，用戶在使用負輸出高壓模塊電源產品的 同時，對正輸出高壓模塊電源產品的需求日益增加，並且有著與負輸出模塊電源產品相同 的各項指標要求。
發明內容為了適應發展，滿足市場需求，本實用新型提供了一種電路設計合理、可靠性及穩 定性高的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源。本實用新型為實現上述目的，所採取的技術方案是一種超小型自激式光電倍增 管正輸出專用高壓模塊電源，包括封裝在殼體內焊接有數根引針的電源電路，電源電路包 括輔助電路、基準電路、保護電路、振蕩電路及濾波電路，其特徵在於還包括倍壓整流電 路、電壓反饋電路及電壓採樣電路，所述輔助電路與振蕩電路連接，所述基準電路通過保護 電路與振蕩電路連接，所述振蕩電路通過倍壓整流電路與濾波電路連接，所述電壓採樣電 路通過電壓反饋電路與振蕩電路連接，所述濾波電路與電壓採樣電路連接。本實用新型的有益效果是高穩定度，很低的EMI和輸出紋波；輸入電壓範圍寬； 溫漂小，長期穩定性好；外形尺寸小，重量輕，易於安裝。

圖1為本實用新型的示意圖並作為摘要附圖。圖2為圖1的仰視圖。圖3為本實用新型的電路功能框圖。圖4為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1、2、3、4所示，超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，包括封 裝在殼體1內焊接有數根引針2的電源電路，電源電路包括輔助電路、基準電路、保護電路、 振蕩電路及濾波電路，還包括倍壓整流電路、電壓反饋電路及電壓採樣電路，輔助電路與振 蕩電路連接，基準電路通過保護電路與振蕩電路連接，振蕩電路通過倍壓整流電路與濾波 電路連接，電壓採樣電路通過電壓反饋電路與振蕩電路連接，濾波電路與電壓採樣電路連 接。倍壓整流電路中電容Cll的一端接變壓器TRF次級線圈的5腳，電容Cll的另一端分別接二極體D3的負極和二極體D4的正極，二極體D3的正極分別接電容C12的一端、變 壓器TRF次級線圈的6腳及地，電容C12的另一端接二極體D4的負極，二極體D3的正極、 二極體D4的負極分別接濾波電路中電容C7的接地端、電阻R19的一端。電壓反饋電路中放大器UlA的4腳接地，放大器UlA的8腳分別接電容C5的正 極、電容ClO及電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接內部供電端Vcc，電容C5的負極和電 容ClO的另一端相連並接地，電容C17和電阻R12並聯，放大器UlA的2腳分別接電容C16 和電容C17的一端並作為電壓調節輸入端Vadj，電容C17的另一端接地，放大器UlA的1腳 分別接電容C16的另一端和電阻R9的一端，電阻R9的另一端接振蕩電路中三極體T2的基 極。電壓採樣電路中電容C9與電阻R16並聯，電阻R16的一端接濾波電路中電容C8 的一端，電阻R16的另一端通過電阻R17分別接電阻R18的一端和電壓反饋電路中放大器 UlA的3腳，電阻R18的另一端接地。主電路採用自激式振蕩電路，在參數選配合理的條件下，可大大降低dv/dt和di/ dt，該電路的振蕩波形穩定且無高次諧波，頻率容易作高，能很好地降低EMI及輸出紋波。輸出採用兩級濾波，選用高性能的RC，降低輸出噪聲。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；合理的PCB布局；優良的變壓器制 作方式等，以降低EMI和輸出紋波。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。引針2為七根露於殼體外，一側為五根引針2，按直流電源輸入端Vin、輸入地GND、 控制地GND、電壓調節輸入端Vadj、基準電壓輸出端Vref順序排列；另一側為兩根引針2， 按高壓輸出端HV、高壓輸出地GND順序排列。工作原理接通電源瞬間，供電Vin通過二極體D1、電感Li、電阻R4、電阻R6、三極 管Tl的基極與發射極、電阻R8到輸入地，為三極體Tl提供初始基極電流，三極體Tl導通， 使輸入電壓加在變壓器TRF初級線圈L2上，此時流過初級線圈L2中的電流從無到有，由小 到大，電流變化率為正，在初級線圈L2兩端產生自感電動勢，該電動勢方向為『1』正『2』負。 同時通過變壓器TRF耦合，在正反饋線圈L3的兩端產生感應電動勢，電動勢方向為『3』正 『4』負。這個正反饋電壓通過電阻R6、三極體Tl、電阻R8、電容C3形成迴路，為三極體Tl提 供更大的基極電流，加上三極體Tl的放大作用，使三極體Tl由導通迅速飽和，進而使變壓 器TRF初級線圈L2中的電流達到最大值。此後，各線圈的感應電勢反號，初級線圈L2兩端 產生的自感電動勢改變方向為『2』正『1』負，初級線圈L2中的電流由大到小，電流變化率為 負。同時通過變壓器TRF耦合，正反饋線圈L3兩端的感應電動勢也改變方向為『4』正『3』 負。正反饋線圈L3通過電容C3、電阻R8、三極體Tl、電阻R6給三極體Tl的基極與發射極 間加一反向電壓，加速其由飽和到導通，再由導通到截止狀態，初級線圈L2中的電流為零。 至此完成一個振蕩周期。重複上述過程，便形成了自激振蕩。初級產生的振蕩高頻交流信號，通過變壓器TRF耦合到其次級，並通過由電容 C11、電容C12、三極體D3、二極體D4組成的二倍壓整流電路，產生脈動的直流高壓，再經過 兩級的RC濾波，進而輸出平滑的直流高壓。[0022]從由電容C9、電阻R16、電阻R18、電阻R17組成的電壓採樣電路中獲得的電壓採 樣信號，與電壓給定一起通過放大器UlA等組成的電壓負反饋電路，去控制三極體T2的狀 態，進而控制振蕩器的狀態。負反饋過程如下高壓輸出絕對值瞬時升高一Ul的pin2電位 下降一Ul的pinl電位上升一三極體T2導通一三極體Tl截止一使高壓輸出絕對值瞬時下 降。另外，在振蕩迴路中，電阻R8既具有電流串聯負反饋作用，又是輸入電流的採樣 電阻，其過流採樣信號與可變電阻VRl、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24組成可調的 過流給定信號一起，通過比較放大器UlB形成負反饋，也去控制三極體T2管的狀態，進而使 供電輸入電流不超出給定範圍，起到保護作用。
權利要求一種超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，包括封裝在殼體(1)內焊接有數根引針(2)的電源電路，電源電路包括輔助電路、基準電路、保護電路、振蕩電路及濾波電路，其特徵在於還包括倍壓整流電路、電壓反饋電路及電壓採樣電路，所述輔助電路與振蕩電路連接，所述基準電路通過保護電路與振蕩電路連接，所述振蕩電路通過倍壓整流電路與濾波電路連接，所述電壓採樣電路通過電壓反饋電路與振蕩電路連接，所述濾波電路與電壓採樣電路連接。
2.根據權利要求1所述的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，其特徵 在於所述引針(2)為七根露於殼體外，一側為五根引針(2)，按直流電源輸入端Vin、輸入 地GND、控制地GND、電壓調節輸入端Vadj、基準電壓輸出端Vref順序排列；另一側為兩根 弓丨針⑵，按高壓輸出端HV、高壓輸出地GND順序排列。
3.根據權利要求1所述的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，其特徵 在於所述倍壓整流電路中電容Cll的一端接變壓器TRF次級線圈的5腳，電容Cll的另一 端分別接二極體D3的負極和二極體D4的正極，二極體D3的正極分別接電容C12的一端、 變壓器TRF次級線圈的6腳及地，電容C12的另一端接二極體D4的負極。
4.根據權利要求1所述的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，其特徵 在於所述電壓反饋電路中放大器UlA的4腳接地，放大器UlA的8腳分別接電容C5的正 極、電容ClO及電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接內部供電端Vcc，電容C5的負極和電 容ClO的另一端相連並接地，電容C17和電阻R12並聯，放大器UlA的2腳分別接電容C16 和電容C17的一端並作為電壓調節輸入端Vadj，電容C17的另一端接地，放大器UlA的1腳 分別接電容C16的另一端和電阻R9的一端。
5.根據權利要求1所述的超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，其特徵 在於所述電壓採樣電路中電容C9與電阻R16並聯，電阻R16的一端通過電阻R17、電阻R18 的一端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種超小型自激式光電倍增管正輸出專用高壓模塊電源，該電源包括封裝在殼體內焊接有數根引針的電源電路，電源電路包括輔助電路、基準電路、保護電路、振蕩電路及濾波電路，還包括倍壓整流電路、電壓反饋電路及電壓採樣電路，輔助電路與振蕩電路連接，基準電路通過保護電路與振蕩電路連接，振蕩電路通過倍壓整流電路與濾波電路連接，電壓採樣電路通過電壓反饋電路與振蕩電路連接，所述濾波電路與電壓採樣電路連接。本實用新型的有益效果是高穩定度，很低的EMI和輸出紋波；輸入電壓範圍寬；溫漂小，長期穩定性好；外形尺寸小，重量輕，易於安裝。
文檔編號H02M1/14GK201577028SQ20092025199
公開日2010年9月8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