隔离控制双极性高频高压脉冲电源电路

摘要

发明涉及一种隔离控制双极性高频高压脉冲电源电路。输出脉冲开关电路分别与隔离高压及悬浮辅助供电电源电路、方波产生及脉冲隔离控制电路连接；隔离高压及悬浮辅助供电部分，主控制芯片U1为7555时基电路，其构成的无稳态多谐振荡器电路，通过变换后产生隔离高压及多组悬浮辅助电压。方波产生及脉冲隔离控制部分，控制芯片除了U5的7555外，U4采用TLP627-4四通道光电耦合器，响应时间短、电流传输比大、隔离耐压高，确保了高性能的隔离控制，最后通过全桥驱动输出脉冲开关，获得完全隔离的双极性高频高压脉冲输出。实现完全隔离控制的双极性高频高压方波脉冲输出；输出脉冲频率范围宽、波形好，可在一定范围内对脉冲频率进行调节。

主权项

一种隔离控制双极性高频高压脉冲电源电路，其特征在于：包括隔离高压及悬浮辅助供电电源电路、方波产生及脉冲隔离控制电路、输出脉冲开关电路，所述输出脉冲开关电路分别与隔离高压及悬浮辅助供电电源电路、方波产生及脉冲隔离控制电路连接；所述隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中，控制芯片U1的触发端2脚和阈值端6脚相连并分别接电阻R2和电容C4的一端，控制芯片U1的放电端7脚分别接电阻R1的一端、电阻R2的另一端，电容C3的正极与二极管D1的负极相连，电容C3的负极与二极管D1的正极相连并接输入地GND，控制芯片U1的供电端8脚和强制复位端4脚相连后分别接电阻R3的一端、电阻R1的另一端、电容C3的正极、光电耦合器U2输出三极管的集电极，电阻R3的另一端分别接电感L1的一端、电容C2的正极并作为输入供电端+Vin，电感L1的另一端分别接电容C1的正极、变压器TRF初级线圈Lp的同名端1脚，电容C1和C2的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lp的异名端2脚分别接电阻R9的一端、三极管T5的漏极，电阻R9的另一端通过电容C7接输入地GND，电阻R4与二极管D2并联，控制芯片U1的输出端3脚接二极管D2的负极，二极管D2的正极接三极管T5的栅极，电阻R7和R8与电容C6并联，三极管T5的源极分别接电阻R6和电阻R8的一端，电阻R6的另一端分别接三极管T6的基极、电阻R5的一端，电阻R5的另一端接光电耦合器U2输出三极管的发射极，控制芯片U1的电压控制端5脚分别接电容C5的一端、三极管T6的集电极，三极管T6的发射极分别与电容C5和C4的另一端、电阻R8的另一端、及控制芯片U1的接地端1脚相连后并接输入地GND，变压器TRF的次级线圈Ls4的异名端3脚分别接二极管D3的正极和二极管D4的负极，二极管D3的负极分别接电阻R10和电容C8的一端，二极管D4的正极分别与电容C9和C10的一端相连后接隔离地G1并引出该端，电容C8和C9的另一端相连并接变压器TRF次级线圈Ls4的同名端4脚，电阻R11的一端分别与电阻R10和电容C10的另一端相连并作为隔离高压输出端+HV，变压器TRF的次级线圈Ls5的异名端5脚接二极管D5的正极，电容C11与电阻R16并联，二极管D5的负极分别接电容C11的正极、电阻R15的一端、光电耦合器U2输入二极管的正极，光电耦合器U2输入二极管的负极通过电阻R14分别接电容C12的一端、电阻R15的另一端、控制芯片U3的阴极，电阻R11的另一端通过电阻R12分别接可变电阻R28的一端、电容C12的另一端、控制芯片U3的控制端R，可变电阻R28的另一端接电阻R13的一端，控制芯片U3的阳极A分别与电阻R13的另一端、电容C11的负极、变压器次级线圈Ls5的同名端6脚相连并接隔离地G1，变压器的次级线圈Ls1的异名端7脚接二极管D6的正极，电阻R17与电容C13并联，二极管D6的负极接电阻R17的一端并作为悬浮1供电端+V1引出，变压器次级线圈Ls1的同名端与电阻R17的另一端相连后接隔离地G1，变压器的次级线圈Ls2的异名端8脚接二极管D7的正极，电阻R18与电容C14并联，二极管D7的负极接电阻R18的一端并作为悬浮2供电端+V2引出，变压器次级线圈Ls2的同名端9脚与电阻R18的另一端相连后作为悬浮2地G2引出，变压器的次级线圈Ls3的异名端10脚接二极管D8的正极，电阻R19与电容C15并联，二极管D8的负极接电阻R19的一端并作为悬浮3供电端+V3引出，变压器次级线圈Ls3的同名端11脚与电阻R19的另一端相连后作为悬浮3地G3引出；所述方波产生及脉冲隔离控制电路中，控制芯片U5的触发端2脚和阈值端6脚相连并分别接可变电阻R29和电容C16的一端，可变电阻R29的另一端接电阻R24的一端，控制芯片U5的电压控制端5脚通过电容C17分别与电容C16的另一端和控制芯片U5的接地端1脚相连后接输入地GND，控制芯片U5的供电端8脚和强制复位端4脚连接，并与三极管T7的集电极相连后接输入供电端+Vin，三极管T7和T8的基极相连后接控制芯片U5的输出端3脚，三极管T8的集电极接输入地GND，电阻R25与电容C18并联，三极管T7和T8的发射极相连后分别接电阻R25的一端、电阻R24的另一端，电阻R25的另一端接三极管T9的基极，三极管T9的发射极接输入地，三极管T9的集电极分别接二极管D9的负极、四通道光电耦合器芯片U4的8脚，电阻R26和R27的一端相连并接输入供电端+Vin，二极管D9的正极分别接电阻R26的另一端、四通道光电耦合器芯片U4的1脚，电阻R27的另一端接四通道光电耦合器芯片U4的5脚，四通道光电耦合器芯片U4的2脚和3脚相连，四通道光电耦合器芯片U4的6脚和7脚相连，四通道光电耦合器芯片U4的4脚接输入地；所述输出脉冲开关电路中，MOS三极管T1的漏极分别与MOS三极管T3的漏极、二极管D14和D16的负极相连后接隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中的隔离高压输出端+HV，MOS三极管T1的栅极分别接二极管D10的负极、电阻R20的一端、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的16脚，电阻R20的另一端接隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中悬浮2供电端+V2，MOS三极管T1的源极分别与二极管D10和D14的正极、MOS三极管T2的漏极、二极管D15的负极、隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中的悬浮2地G2、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的15脚相连，并作为脉冲输出端OUT2引出，MOS三极管T3的栅极分别接二极管D12的负极、电阻R22的一端、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的10脚，电阻R22的另一端接隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中悬浮3供电端+V3，MOS三极管T3的源极分别与二极管D12和D16的正极、MOS三极管T4的漏极、二极管D17的负极、隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中的悬浮3地G3、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的9脚相连，并作为脉冲输出端OUT1引出，MOS三极管T2的栅极分别接二极管D11的负极、电阻R21的一端、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的12脚，电阻R21的另一端接隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中悬浮1供电端+V1，MOS三极管T2的源极分别与二极管D11和D15的正极、隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中的隔离地G1、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的11脚相连，MOS三极管T4的栅极分别接二极管D13的负极、电阻R23的一端、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的14脚，电阻R23的另一端接隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中悬浮1供电端+V1，MOS三极管T4的源极分别与二极管D13和D17的正极、隔离高压及悬浮辅助供电电源电路中的隔离地G1、方波产生及脉冲隔离控制电路中四通道光电耦合器芯片U4的13脚相连。