[发明专利]一种高可靠磁偏转质谱计多路输出高压电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学领域，具体涉及一种高可靠磁偏转质谱计多路输出高压电源的电路。

背景技术

高压电源是磁偏转质谱计的重要部分，磁偏转质谱计物理部分对高压电源的要求是2500V正高压、1250V聚焦极高压、-2000V倍增器高压以及2V灯丝电压、+48V收集极电压、+6V推斥极电压和-72V偏置电压这七路输出；灯丝电源、收集极电压、推斥极、偏置电压等低压输出都是浮置在正高压输出之上，要求高压输出和低压工作的外部质谱计中心计算机完全隔离，保证外部的质谱计中心计算机等低压设备的安全性。

采用七路输出独立设计的磁偏转质谱计高压电源安装不方便、体积大、质量重、高压电源整机功耗大，并且高压电源输出对外部的磁偏转质谱计中心计算机的安全性不能保证；不能满足便携式气体成分检测以及空间环境探测的磁偏转质谱计高可靠、小型化、轻量化的整机需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高可靠磁偏转质谱计多路输出高压电源的电路，具有输入电压范围宽、电子线路简单、体积小、质量轻、满足28V、42V的低压母线空间应用的高可靠要求等特点。

为解决上述技术问题，本发明具体方法如下：

一种磁偏转质谱计多路输出高压电源电路，包括输入滤波电路、一次稳压变换电路、同步固定占空比集中驱动电路、二次隔离高压功率变换电路；所述一次稳压变换电路由隔离辅助供电电路、PWM脉宽调制器、隔离驱动电路、一次功率变换电路、整流电路、第一滤波电路、稳压反馈电路和电流监测电路组成；

输入滤波电路，用于接收外部输入一定范围的电压并进行滤波，将滤波得到的直流电压V₀输出给一次功率变换电路和隔离辅助供电电路；

隔离辅助供电电路，用于将直流电压V₀变换成隔离的供电电压，提供给PWM脉宽调制器和同步固定占空比集中驱动电路；

一次功率变换电路，用于将直流电压V₀进行斩波处理，形成隔离的交流方波电压V₀₁，交流方波电压V₀₁的占空比由隔离驱动电路输出的驱动信号Q1的占空比决定；

整流电路将所述交流方波电压V₀₁变换为单向脉动的方波电压V₀₂，经第一滤波电路变换为二次直流电压V_二次，输出给稳压反馈电路和二次隔离高压功率变换电路；

稳压反馈电路产生用于反映二次直流电压V_二次大小的电压信号V1，反馈给PWM脉宽调制器；

电流监测电路监测交流方波电压V₀₁信号的电流信息，产生表征该电流信号大小的电压信号V2反馈给PWM脉宽调制器；

PWM脉宽调制器，用于在电压信号V2小于或等于电压信号V1时，将电压信号V1与设定电压阈值V_th进行比较，根据二者误差调整输出PMW信号的占空比，以稳定二次直流电压V_二次的输出；当电压信号V2大于电压信号V1时，将电压信号V2与所述设定电压阈值V_th进行比较，根据二者误差调整输出PMW信号的占空比；

隔离驱动电路对所述PWM信号进行隔离驱动，产生驱动信号Q1，驱动一次功率变换电路做功率变换；同时，PWM信号作为同步信号输出给同步固定占空比集中驱动电路；

同步固定占空比集中驱动电路，产生与PWM信号频率相同、占空比为预设固定值的驱动信号Q2，以及与驱动信号Q2的相位相差180度的驱动信号Q3；将驱动信号Q2和Q3输出给二次隔离高压功率变换电路；

二次隔离高压功率变换电路利用驱动信号Q2和Q3对二次直流电压V_二次进行变换处理，并经过整流滤波后，产生磁偏转质谱计所需的各级电压。

其中，所述同步固定占空比集中驱动电路采用一片UC1825芯片实现，PWM信号接入UC1825芯片的CLK端，隔离辅助供电电路(3)提供的12V供电电压接入UC1825芯片的VCC端；OutB和OutA端分别输出所述驱动信号Q2和所述驱动信号Q3。