[发明专利]高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路

说明书

技术领域

 本发明涉及电压检测技术领域，特别涉及一种高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路。

背景技术

高压开关电源是半导体制造设备中的重要组件，广泛使用于注入机、ALD（Atomic layer deposit，原子层沉积）、刻蚀机等等设备。在半导体制造设备中，要求高压开关电源必须符合以下两个特征：1. 具有可控制输出电压的功能，在外部信号的控制下，电源应可以输出几十伏直至几千伏的任意电压。2. 高压输出端与供电端在电气上完全隔离，以实现电源极性可变，并保证人员与设备的安全。

高压开关电源的整体结构如图1所示。输入的电源经工频整流滤波后，由功率驱动器产生高频交流电，驱动变压器实现升压，再通过高频整流滤波电路变为高压直流电作为高压开关电源的最终输出。电压检测电路在整个高压开关电源中的作用是测量最终输出的电压，并传送给反馈控制电路，反馈控制电路根据输出电压调节功率驱动器上的高频交流电参数，从而调节最终输出电压，使其稳定在设定值。根据半导体制造设备的要求，电压检测电路必须是隔离式的，也就是说它在电源输入一边和在高压输出一边的电路之间，没有任何电气连接。

在现有技术中，一种方案的高压开关电源的电压电流检测控制电路如图2所示。高压输出经分压电阻R1、R2分压后，与电压设置信号进行误差放大，再传送至主控电路。该方案至少需要三处跨越高压输出一边与电源输入一边，必须进行如下隔离：

1.电压设置信号传送至误差放大器，需要保持其电压信息，必须由线性光耦进行隔离。

2.误差放大器至主控电路的信号需要由光耦合器进行隔离。

3.误差放大器和线性光耦在高压输出一边需要由电源供电，而该供电电源必须由电源输入一边提供，而且与电源输入一边隔离。

如果将误差放大器置于电源输入一边，可以省去误差放大器之后的光耦合器，但必须在分压后的高压信号与误差放大器之间使用线性光耦进行隔离，如图3所示的现有技术第二种方案。

可见，现有技术方案比较复杂，需要多个隔离器件，其中线性光耦成本较高；若要隔离数千伏的电压，电源隔离部分较难实现。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种简化电路，降低成本的高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路。

根据本发明的一个方面，提供一种高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路包括光输入电路、电流差检测电路、电流差输出电路及基准电流输入电路；所述光输入电路与所述电流差检测电路连接；所述电流差检测电路与所述基准电流输入电路连接；所述电流差输出电路与所述电流差检测电路连接。

进一步地，所述光输入电路包括电阻R1、光耦合器    OC1中的发光二极管；所述电阻R1与所述光耦合器OC1中的发光二极管串联。

进一步地，所述电流差检测电路包括光耦合器OC1中的光敏器件、光耦合器OC2中的光敏器件、电阻R2及电阻R3；所述光耦合器OC1中的光敏器件与所述电阻R2连接；所述光耦合器OC2中的光敏器件与所述电阻R3连接；所述R2与所述R3并联，并都接地。

进一步地，所述电流差输出电路包括输出电流Ic的电流输入端、光耦合器OC2中的发光二极管；所述电流输入端与所述光耦合器OC2中的发光二极管连接；所述光耦合器OC2中的发光二极管接地。

进一步地，所述基准电流输入电路是运算放大器A1；所述运算放大器A1的反相输入端连接在所述光耦合器OC1中的光敏器件与所述电阻R2之间；所述运算放大器A1的同相输入端连接在所述R3与所述光耦合器OC2中的光敏器件之间。

进一步地，所述光敏器件包括光敏二极管、光敏三极管或光敏达林顿晶体管。

本发明提供的高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路，由于省去了高压部分供电和电源隔离部分，省去了电压设置信号至误差放大器的部分，从而简化了电路，降低成本。

附图说明

图1是高压开关电源的结构框图；

图2是一现有高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路的结构示意图；

图3是另一现有高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的高压开关电源的隔离式电压电流检测控制电路用在高压开关电源的结构示意图。

本发明目的、功能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