[发明专利]直流高压电源

说明书

技术领域

本发明涉及直流和直流之间的变换设备，特别涉及一种直流高压电源。

背景技术

当今社会直流高压电源作为一种重要的电源设备已广泛应用于静电除尘、激光发生器、臭氧发生器、高压检测等领域。在中小功率的直流高压电源中通常采用单端反激式电路，其高压变压器次级线圈的绕组为满足高电压输出的需要通常要求线圈匝数达到3000-4000匝，并且由于高压绝缘问题和匝数较多问题必须采用多槽磁芯绕制。输出线圈匝数过多导致高频开关电源高压变压器绕组窗口变大，变压器需要选择较大体积磁芯，增大了体积。过多匝数的绕组线圈会导致高压变压器次级绕组线圈采用分槽绕制，初次级绕组耦合情况变差、漏感增加，降低了直流高压电源的工作效率(效率一半在60％左右，很难超过70％)，并且增加绕制工艺的复杂程度，同时增加了功率MOS管的电压应力。过多匝数的绕组线圈还意味着输出绕组线圈的内电阻加大，并且产生更多热量，加速绕组线圈绝缘老化，尤其是在采用线径较小的漆包线绕制输出线圈绕组时更为严重，较小线径的漆包线内阻更大，产生的热量更多，严重影响直流高压电源的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种直流高压电源，能够明显减少高压变压器模块上线圈绕制匝数。

本发明提供一种直流高压电源采用单端反激式电路，单端反激式电路包括驱动电路模块、功率模块和变压器模块，驱动电路模块与功率模块电连接控制功率模块的占空比，功率模块驱动变压器模块输出高压电压，上述功率模块的占空比大于0.5，上述单端反激式电路还包括斜坡补偿模块，斜坡补偿模块分别与功率模块和驱动电路模块电连接，上述高压变压器模块的高压次级线圈采用高压聚脂膜绝缘线。

优选地，上述斜坡补偿模块采用电容、电容与电阻组合或者是三极管与电容及电阻组合。

优选地，上述高压变压器模块采用单槽骨架磁芯绕制。

本发明提供的直流高压电源，次级线圈的绕制图数小，线圈发热少，能量转换效率高。

附图说明

图1是本发明第一实施例的结构示意图；

图2是本发明第一实施例中的电路示意图；

图3是本发明第一实施例中的变压器的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

参照图1，示出本发明第一实施例的结构示意图，本发明直流高压电源采用单端反激式电路，单端反激式电路包括、驱动电路模块100、功率模块200和变压器模块300，驱动电路模块100与功率模块200电连接控制功率模块200的占空比，功率模块200驱动变压器模块300输出高压电压。

本发明第一实施例采用如图2所示的电路示意图，驱动电路模块100包括集成电路U1，功率模块200采用功率MOS管Q1，变压器模块300采用变压器T1，斜坡补偿模块为电容C6，C6电连接在集成电路U1和功率MOS管Q1之间。

工作原理如下：当单端反激式电路加电后，集成电路U1得到启动电流启动，集成电路U1的OUT管脚产生脉冲宽度受控的输出，通过电阻R3驱动功率MOS管Q1工作，在功率MOS管Q1导通期间，变压器T1储存能量，在功率MOS管Q1关断期间，变压器T1储存的能量通过变压器T1次级线圈释放并通过高压二极管D1整流后产生高压输出，功率MOS管Q1导通时间越长，则变压器T1次级线圈产生的高压越高。

单端反激式电路中电阻R4、电阻R5和电阻R6组成驱动电路模块的电流检测回路，当高压电压输出高于单端反激式电路的设定值时，集成电路U1控制输出脉冲宽度变窄，功率MOS管Q1导通时间变短，促使变压器T1次级线圈产生的高压下降，经过集成电路电路的动态调整，使单端反激式电路的高压输出保持一定的稳定。

对于单端反激电路，根据法拉第电磁感应定律和能量守衡定律，初次级线圈的输入输出电压和初次极线圈匝数满足的关系如公式(1)所示：

Np/Ns＝Vin*D/Vout*(1-D)        (1)

其中，Np表示变压器T1初级线圈匝数，Ns表示变压器次级线圈匝数，Vin表示变压器T1的输入电压，Vout表示变压器T1的输出电压，D表示功率MOS管Q1单周期开通时间与系统工作周期之比即占空比。由公式(1)变形可得，公式(2)，

Ns＝Np*Vout*(1-D)/Vin*D          (2)