[发明专利]共用基准高压源的多路高压输出电路

说明书

技术领域

本发明涉及高压电源技术领域，尤其涉及多路输出高压技术，具体提出一种共用基准高压源的多路高压输出电路。

背景技术

现有多路输出的高压电源，由于输出电压太高，考虑安规等安全性或者实际生产工艺的因素，一般都不采用在变压器上用多个绕组来做多路输出，而是每一路的高压电源用单独的一个高压转换器来完成，每个高压转换器基本上都包括一套高压磁性元件(如变压器)、大功率元件(如三极管或场效应管)、倍压整流元件、高压电容以及反馈控制元件等等，采用此方法主要存在以下几个缺陷：

1、需要使用多个单独的高压转换器来实现多个输出高压，成本高，体积大，干扰大：由于每个高压转换器基本上都包括一套高压磁性元件(如变压器)、大功率元件(如三极管或场效应管)、倍压整流元件、高压电容以及反馈控制元件等等，输入路数越多则所用的元件数目越多，所以造成整个方案成本过高，体积大，不能实现小型化设计，而且每个高压转换器由于工作的频率相对较高，互相之间容易产生干扰，EMC及整机电器性能变差。

2、目前高压调压技术，传统上主要是采用单独的串联调压或并联调压的方法，这种方法虽然也能实现输出高压的变压，但存在调压范围窄，效率差，要求输入电压高的缺点：

①对于如图1所示的串联调压方式，输出电压不能实现从0V起调；对于如图2所示的并联调压方式，输出电压的最大值不能调到基准输入电压值Vmax(-2200V)。所以，单独的串联或并联调压，均无法实现宽的输出电压范围(0V～Vmax)，从而限制了产品的使用范围；

②转换效率低，由于都要使用电阻来分压，如图1中的电阻R212、图2中的电阻R203，这两个电阻上消耗了大量的功率；

③为提高带载能力，要求提供更高的Vmax电压，如图1或图2所示输出电压为-1100V时，基准输入电压要求使用-2200V的Vmax电压，而更高的Vmax电压，也意味着更高的成本和更低的效率。

3、现有技术主要采用高压稳压管进行导通控制，对于串联调压方式来说这种方法耗损较大且成本较高，如串联调压图1中的ZD201，ZD202，ZD203均采用高压稳压管，成本高，而且由于两端电压太高，有少量的电流流过都会产生较大的耗损，效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种共用基准高压源的多路高压输出电路，此电路采用一个高压转换器即可实现多个输出高压，成本较低，易于实现小型化设计。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

共用基准高压源的多路高压输出电路，包括一个高压转换器和多个高压调压电路，直流电输入端连接所述高压转换器，所述高压转换器的输出端同时连接多个相互独立的高压调压电路，多个高压调压电路将高压转换器输入的高压通过调节获得多路相互独立的高压输出。

具体地，所述高压转换器包括一高压变压器、开关管和正弦波自激震荡电路及其反馈回路；由带反馈回路的正弦波自激震荡电路提供稳定的正弦波信号驱动开关管，使输入的直流电产生正弦变化，从而经高压变压器转换成基准电压。基准电压分别进入多个高压调压电路，由多个相互独立的高压调压电路转换成受PWM占空比信号控制的输出高压。

所述高压调压电路包括运算放大器、控制元件、串联调压环节以及并联调压环节；PWM控制信号输入到运算放大器的输入端，运算放大器的输出端分别与串联调压环节和并联调压环节相连，其中运算放大器与串联调压环节之间还连接一控制元件来对串联调压环节进行导通控制；基准高压源输入端输出基准输入电压至串联调压环节，所述串联调压环节与并联调压环节均连接高压输出端。

输入的PWM控制信号从运算放大器反相输入端进入后经运算放大器信号处理，从运算放大器的输出端分别进入串联调压环节和并联调压环节，所述串联调压环节和并联调压环节根据运算放大器处理后的PWM控制信号对基准输入电压进行线性调压，调压后的输出高压供至高压输出端，从而实现了PWM控制信号对输出高压的调压控制。

优选的技术方案是：本高压调压电路还包括一反馈电路，所述反馈单元介接在高压输出端与运算放大器输入端之间，高压输出端输出的电压还通过反馈电路进行反馈处理，以使得高压输出端输出的高压稳定。

优选的技术方案是：本高压调压电路还包括一滤波单元，所述滤波单元与运算放大器输入端相连接，输入的PWM控制信号经滤波单元输入到运算放大器输入端。在运算放大器处理之前，滤波单元首先对输入的PWM控制信号进行滤波处理，有助于提高后续调压操作的准确度。