[发明专利]可设定输出电压波形以及波动区域的直流高压电源实现方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压电源。特别是涉及一种可设定输出电压波形以及波动区域的直流高压电源。

背景技术

近几年来，高压电源在医疗、化工、静电纺丝、科学实验中得到广泛应用。目前，所应用的高压电源，没有一款具有可设定输出电压波动区域、波动周期的功能。在从事高压静电纺丝的生产领域中，需要一款可设定输出电压波形以及波动区域的直流高压电源，该电源输出电压波形可为梯形波、三角波，也可以稳压、稳流输出；可设定其输出电压的波动区域、波动周期；可设定电源输出高压峰值持续时间T_1，与高压谷值持续T_2，，T₁与T₂可相同或不同。为此，满足上述领域对高压电源的更高要求，提升高压电源的性能是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种输出设定电压波形以及波动区域的直流高压电源，以解决在高压静电纺丝、医疗、化工，以及需要电压在设定区域作周期变化的科学实验等领域，对电源进行可设定输出电压波形以及波动区域的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种可设定输出电压波形以及波动区域的直流高压电源实现方法，其步骤如下：

1）、控制信号由一个A路的波动幅度、波动周期、占空比可调的周期变化的电压信号和一个B路的0-10V可调的直流电压叠加而成；叠加得到的控制信号CVKZ为周期性信号，是波动幅度、波动周期、占空比可调的电压信号；

2）、用控制信号CVKZ控制PWM脉宽幅度调制器，使PWM脉宽幅度调制器输出电压的占空比随控制信号CVKZ作周期变化；

3）、用该PWM脉宽幅度调制器的输出，作该高压电源的激励器的输入信号，使其输出电压幅度、周期随控制信号CVKZ的变化周期做周期变化；

4）、通过调节A路的周期变化的电压信号的波动幅度、波动周期、占空比，和B路的0-10V直流电压的大小，就可以设定该电源输出电压的波动区域、波动周期和波的形状。

所述的A路、B路信号可以单独控制电源输出电压。

所述的A路周期变化的控制信号是幅度、周期、占空比可调的矩形波信号，它也可以是幅度、周期、占空比可调的方波信号。若只要控制电源输出电压的波动幅度，也可以用幅度可调，周期变化的三角波、正弦波信号作为A路控制信号。

用输出电压占空比作周期变化的PWM脉宽幅度调制器，作高压电源的激励器，通过调节控制信号，可以设定该高压电源输出电压的波形以及波动区域；波形可以是梯形波或三角波形；当A路控制信号为零时，电源可输出稳定电压或稳定电流。

一种可设定输出电压波形以及波动区域的直流高压电源装置，由电源供电电路、电源输出电压控制信号电路、限压稳压与限流稳流高压开关控制电路、PWM脉宽调制电路和倍压整流电路和电源输出电压、电流采样电路组成；所述电源输出电压控制信号电路包括产生电压幅度、占空比、周期可调的A路控制信号和0-10V可调的直流电压B路控制信号，其中A路控制信号由波形发生器电路和运算放大电路组成，B路控制信号由直流电源端、运算放大跟随器组成，A、B路控制器的输出与运算叠加电路连接，实现A路和B路信号的线性叠；所述限压稳压与限流稳流高压开关控制电路包括限压稳压电路、限流稳流电路和高压开关控制电路；限压稳压电路具有一个电压反馈端，该限压稳压电路包括电压反馈运放电路、电压反馈RC积分电路，所述电压反馈RC积分电路的第一个输入端接所述运算叠加电路输出端，第二个输入端通过所述电压反馈运放电路接电压反馈端；所述限流稳流电路具有一个电流反馈端，该限流稳流电路包括电流反馈运放及反相器电路、电流反馈RC积分电路，所述电流反馈RC积分电路的第一输入端接电流信号比较端，第二个输入端通过电流反馈运放及反相器电路接电流反馈端；所述电压反馈RC积分电路和电流反馈RC积分电路的输出端通过门电路与PWM脉宽幅度调制器的控制信号输入端连接；所述高压开关控制电路由继电器选择其输出正或负电压信号，其输出端分别与PWM脉宽幅度调制器的关闭控制端、限压稳压电路的第一个输入端连接；所述PWM脉宽幅度调制器在电源控制信号、限压稳压控制电路和限流稳流控制电路和高压开关电路的控制下，通过PWM驱动电路与倍压整流电路连接；倍压整流电路具有一个输出电压反馈端、一个输出电流反馈端和一个电源输出电压检测口，其中输出电压、输出电流采样电路的输出电压反馈端、输出电流反馈端分别与限压稳压电路和限流稳流控制电路的反馈端连接；电压检测口接电源控制面板。

本发明的优点及积极效果如下：