一种基于光耦的可控高压电路的制作方法

专利检索2022-05-11  9



1.本实用新型属于电路技术领域,涉及到一种可控高压电路,特别是一种基于光耦的可以实现采样端与控制端相隔离的可控高压电路。


背景技术:

2.目前的高压可控电路一般由以下几种方式:1、利用分压电阻将连接于高压变压器副边储能电容的电压值反馈到控制端,但是这种设计难以实现输入与输出端的地线隔离,抗干扰信号能力差;2、基于变压器原边采集的高压反馈电路,利用mos管的导通与截止,间接的反映连接于高压变压器副边储能电容的电压变化情况,这种方法虽然能够实现输出与输入端的地线隔离,但是采集变压器的原边,可能会造成误识别的情况发生。针对以上两种情况,无论哪种方式都不能很好的解决高压电路中的可控问题。


技术实现要素:

3.本实用新型为了解决在在高压变压器电路中实现反馈控制的技术问题,设计了一种基于光耦的可控高压电路,在反馈链路上增加光耦的设计,同时配套电压采样与开关控制电路,可以避免现有技术中出现的问题。
4.本实用新型采用的技术方案是,一种基于光耦的可控高压电路,包括高压变压器电路,关键是:在高压变压器电路的输入端增加开关电路,在高压变压器电路的输出端依次增加电容储能电路、电压采集电路、光耦电路和控制电路,电容储能电路输入端与高压变压器电路的输出端连接,电容储能电路输出端作为整个电路的电压输出端,电压采集电路的输入端与电容储能电路输出端连接,电压采集电路的输出端与光耦电路输入端连接,光耦电路的输出端与控制电路的信号输入端连接,控制电路的控制信号输出端连接开关电路的受控输入端。
5.所述的电容储能电路包括储能电容,储能电容连接在高压变压器电路输出端与整个电路输出端之间。
6.所述的电压采集电路包括与整个电路电压输出端连接的第一采样电阻,连接在第一采样电阻电压采样端、由电压跟随器和配套电阻组成的电压跟随放大电路,电压跟随器的输出端连接光耦电路的输入端。
7.所述的控制电路包括第二采样电阻、芯片以及周围配套电阻、电容元件,第二采样电阻连接在光耦电路的输出端,第二采样电阻的电压采样端连接芯片的信号输入端。
8.所述的芯片型号为sg3524。
9.所述的开关电路包括三极管,三极管的基极连接控制电路的控制信号输出端,三极管的集电极连接整个电路的输入端,三极管的发射极连接高压变压器电路的输入端。
10.在第二采样电阻的输出端与芯片的信号输入端之间还连接有信号处理电路。
11.所述的信号处理电路包括信号处理器以及周围配套的电阻和滤波电容,第二采样电阻的输出端通过电阻连接至信号处理器的正输入端,信号处理器的负输入端通过电阻连
接入地,信号处理器的输出端通过电阻连接至芯片的信号输入端。
12.所述的高压变压器电路包括变压器,在变压器原边连接的由电容、二极管和电阻组成的滤波电路,在变压器副边连接的由二极管、二极管组成的倍压整流电阻以及滤波电容。
13.本实用新型的有益效果是,通过在变压器原边增加开关控制电路,在变压器的副边增加电容储能电路,同时从储能输出端采集电压,通过光耦来输送电压信号给控制电路,完全实现了电路输入端与输出端电气隔离,提高了抗干扰能力;同时,光耦从变压器副边直接采集储能电容采样电阻的电压信号,利用光耦导通反馈到控制端控制mos管导通与截止维持高压储能电容的电压变化,实现了对储能电容的充电以及电压维持效果。
附图说明
14.图1是本实用新型的电路原理框图。
15.图2是本实用新型的具体电路实施例示意图。
16.附图中,1是高压变压器电路,2是电容储能电路,3是电压采集电路, 4是光耦电路,5是控制电路,6是开关电路,vin代表整个电路的输入端, vout代表整个电路的输出端。
17.电路实施例示意图中,r1

r7代表电阻,c1

c4是电阻,其中c3是储能电容,d1

d3是二极管,q1是三极管,u1是电压跟随器,u2是信号处理器,t1是变压器,oc1是光耦,ic是芯片。
具体实施方式
18.下面通过具体实施例来对本实用新型进行进一步阐述。
19.参看图1,一种基于光耦的可控高压电路,包括高压变压器电路1,关键是:在高压变压器电路1的输入端增加开关电路6,在高压变压器电路1 的输出端依次增加电容储能电路2、电压采集电路3、光耦电路4和控制电路5,电容储能电路2输入端与高压变压器电路1的输出端连接,电容储能电路2输出端作为整个电路的电压输出端,电压采集电路3的输入端与电容储能电路2输出端连接,电压采集电路3的输出端与光耦电路4输入端连接,光耦电路4的输出端与控制电路5的信号输入端连接,控制电路5 的控制信号输出端连接开关电路6的受控输入端。
20.本电路的工作原理是,光耦电路4接收到的高压反馈信号是由电压采样电路接入高压组件,直接反映了连接于变压器t1副边储能电容c3的电压变化情况。在电容储能电路2充电过程中,随着电容储能电路2电压的升高,电压采集电路3的电压也逐渐升高,经过电压跟随器u1,对第一采样电阻rc1的电压跟随,控制光耦电路4导通,控制电路5中的第二采样电阻rc2的电压也逐渐升高,控制电路5进行电压采集与识别,控制开关电路6的导通和截止,实现向储能电容c3的充电和充电电压的维持。
21.利用光耦电路4采集能够隔离在电容储能电路2充电和电压维持过程中产生的电磁干扰信号对开关电路6控制端的影响,实现了控制地线与采样地线的完全隔离。
22.所述的电容储能电路2包括储能电容c3,储能电容c3连接在高压变压器电路1输出端与整个电路输出端之间。
23.所述的电压采集电路3包括与整个电路电压输出端连接的第一采样电阻rc1,连接
在第一采样电阻rc1电压采样端、由电压跟随器u1和配套电阻组成的电压跟随放大电路,电压跟随器u1的输出端连接光耦电路4的输入端。
24.所述的控制电路5包括第二采样电阻rc2、芯片ic以及周围配套电阻、电容元件,第二采样电阻rc2连接在光耦电路4的输出端,第二采样电阻 rc2的电压采样端连接芯片ic的信号输入端。
25.所述的芯片ic型号为sg3524。
26.所述的开关电路6包括三极管q1,三极管q1的基极连接控制电路5 的控制信号输出端,三极管q1的集电极连接整个电路的输入端,三极管q1 的发射极连接高压变压器电路1的输入端。
27.在第二采样电阻rc2的输出端与芯片ic的信号输入端之间还连接有信号处理电路。
28.所述的信号处理电路包括信号处理器u2以及周围配套的电阻和滤波电容,第二采样电阻rc2的输出端通过电阻r4连接至信号处理器u2的正输入端,信号处理器u2的负输入端通过电阻r5连接入地,信号处理器u2的输出端通过电阻r6连接至芯片ic的信号输入端。
29.所述的高压变压器电路1包括变压器t1,在变压器t1原边连接的由电容c1、二极管d1和电阻r1组成的滤波电路,在变压器t1副边连接的由二极管d2、二极管d3组成的倍压整流电阻以及滤波电容c2。
30.参看图2,用具体实施例示意图中的结构来说明本实用新型的工作原理。在三极管q1导通状态下,变压器t1原边的电容c1、二极管d1和电阻 r1组成了滤波电路,变压器t1副边的二极管d2和二极管d3组成倍压整流电路,此部分为变压器正常工作电路。变压器t1输出的电压信号经滤波电容c2滤波处理后给储能电容c3持续充电,当储能电容c3的电压逐渐增大的过程中,第一采样电阻rc1上的电压也不断增大,在电压跟随器 u1的电压跟随下,达到了光耦oc1的启动电压时,光耦oc1导通,输出低电流信号。此时第二采样电阻rc2接收到电流信号转换为电压信号,同时经过信号处理器u2进行放大并模数转换后,将数字信号送给芯片ic的输入端,芯片输出低电平控制信号,三极管q1截至,进而变压器t1停止工作,此时储能电容c3实现电压维持并持续放电,第一采样电阻rc1上的电压在储能电容c3放电过程中也逐渐减小,直到跟随放大器u1输出电压不足以满足光耦oc1的启动时,光耦oc1停止工作,芯片ic采集不到输入的信号,控制输出端输出高电平控制信号,此时三极管q1再一次导通。周而复始,整个电路的输出端基本能够一直维持高压输出状态,只是在储能电容c3放电过程中电压值相对要低一些。但更为关键的是整个全过程中,第一采样电阻rc1的接地信号与第二采样电阻rc2的接地信号完全实现光电隔离,不会受到任何干扰信号而导致控制紊乱情况的发生,整个高压电路能够保证良好的工作运转。
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