专利名称：Tl431构成的负极性固定输出高压电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于工业、环保、医疗及军工等领域的多种相关测量仪器中作为高压源的由TL431构成的负极性固定输出高压电源电路。
背景技术：
微型、小功率高压电源用途广泛，其应用于众多领域中的多种分析测量仪器、仪表设备。随着各种仪器仪表设备的小型化及功能用途的拓展，原有的小功率负高压电源因其 体积重量较大而逐渐退出市场，市场对微型、小功率负极性输出高压电源的需求越来越多，要求外形尺寸越来越小，重量越来越轻，在保证满足客户需求及电性能指标的前提下，小型化、微型化、多样化，成为微型、小功率高压电源的发展趋势。
发明内容
鉴于目前市场实际情况及今后发展趋势，本发明提供了一种电路简单、使用元器件少、良好的可靠性及稳定性、微型体积、运用TL431构成的负极性固定输出高压电源电路。本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是一种TL431构成的负极性固定输出高压电源电路，包括高压输出电路，其特征在于还包括高压控制及驱动电路、过流保护电路，所述高压控制及驱动电路分别与过流保护电路和高压输出电路连接，所述高压输出电路与过流保护电路连接；
所述高压控制及驱动电路中，二极管D8的正极接供电输入端+Vin，电感LI的一端分别接二极管D8的负极、三极管Tl的发射极、电阻R6及电容C12的一端，电感LI的另一端分别接电容C14的正极、变压器TRF初级线圈Lpl的异名端I脚，电容C14的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈LpI的同名端2脚接三极管T2的集电极，变压器TRF初级线圈Lp2的异名端3脚接三极管T2的基极，变压器TRF初级线圈Lp2的同名端4脚通过电阻R2分别接电容C15及电阻Rl的一端，电容C15的另一端与三极管T2的发射极相连并接输入地GND,电阻Rl的另一端接三极管Tl的集电极和电容C12的另一端，三极管Tl的基极通过电阻R3接三极管T3的发射极，电阻R5和电容Cll并联，三极管T3的基极接电阻R5的一端，可控基准源U2的阴极3脚分别接电阻R4及电容ClO的一端、电阻R5的另一端，电阻R4的另一端接供电输入端+Vin，可控基准源U2的控制极I脚分别接电阻R9和电阻Rll的一端、二极管D9的负极、电容ClO的另一端，可控基准源U2的阳极2脚与二极管D9的正极相连并接输入地GND，电阻R12和电容C9并联，电阻Rll的另一端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接高压输出电路中电容C7的一端A点，电阻R9的另一端接电阻RlO的一端，可控基准源Ul的阴极3脚分别接电阻R7及电容C13的一端、电阻R6和电阻RlO的另一端，可控基准源Ul的控制极I脚分别接电阻R8的一端、电阻R7的另一端，可控基准源Ul的阳极2脚与电阻R8及电容C13的另一端相连并接输入地GND ；
所述过流保护电路中，三极管T4的集电极接高压控制及驱动电路中可控基准源Ul的阴极3脚，三极管T4的基极分别接电阻R13和电容C8的一端，三极管T4的发射极与电容CS的另一端相连并接输入地GND，电阻R13的另一端分别接电阻R14的一端、二极管D7的正极、高压输出电路中二极管Dl的负极，电阻R14的另一端接二极管D7的负极并接高压输出地HG端。本发明的有益效果是无需专用控制芯片，电路构思新颖，且原理简单，使用元器件较少，很小的外形尺寸、非常轻的重量、良好的可靠性及稳定性、易于安装。
图I为本发明的电路连接框 图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，TL431构成的负极性固定输出高压电源电路，包括高压输出电路，还包括高压控制及驱动电路、过流保护电路，高压控制及驱动电路分别与过流保护电路和高压输出电路连接，高压输出电路与过流保护电路连接。上述高压控制及驱动电路中，二极管D8的正极接供电输入端+Vin，电感LI的一端分别接二极管D8的负极、三极管Tl的发射极、电阻R6及电容C12的一端，电感LI的另一端分别接电容C14的正极、变压器TRF初级线圈Lpl的异名端I脚，电容C14的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lpl的同名端2脚接三极管T2的集电极，变压器TRF初级线圈Lp2的异名端3脚接三极管T2的基极，变压器TRF初级线圈Lp2的同名端4脚通过电阻R2分别接电容C15及电阻Rl的一端，电容C15的另一端与三极管T2的发射极相连并接输入地GND，电阻Rl的另一端接三极管Tl的集电极和电容C12的另一端，三极管Tl的基极通过电阻R3接三极管T3的发射极，电阻R5和电容Cll并联，三极管T3的基极接电阻R5的一端，可控基准源U2的阴极3脚分别接电阻R4及电容ClO的一端、电阻R5的另一端，电阻R4的另一端接供电输入端+Vin，可控基准源U2的控制极I脚分别接电阻R9和电阻Rll的一端、二极管D9的负极、电容ClO的另一端，可控基准源U2的阳极2脚与二极管D9的正极相连并接输入地GND，电阻R12和电容C9并联，电阻Rll的另一端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接高压输出电路中电容C7的一端A点，电阻R9的另一端接电阻RlO的一端，可控基准源Ul的阴极3脚分别接电阻R7及电容C13的一端、电阻R6和电阻RlO的另一端，可控基准源Ul的控制极I脚分别接电阻R8的一端、电阻R7的另一端，可控基准源Ul的阳极2脚与电阻R8及电容C13的另一端相连并接输入地GND。上述过流保护电路中，三极管T4的集电极接高压控制及驱动电路中可控基准源Ul的阴极3脚，三极管T4的基极分别接电阻R13和电容CS的一端，三极管T4的发射极与电容CS的另一端相连并接输入地GND，电阻R13的另一端分别接电阻R14的一端、二极管D7的正极、高压输出电路中二极管Dl的负极，电阻R14的另一端接二极管D7的负极并接高压输出地HG端。可控基准源U1、可控基准源U2的型号为TL431。控制驱动电路采用自激振荡方式，并与主要控制器件两个可控基准源Ul和可控基准源U2等构成高压反馈控制环节，且有输出过流保护，电路新颖、结构简单。
选用低噪声、低温漂、稳定性好的贴片元器件；采用多层PCB布局，最大程度减小外形尺寸，减轻重量；确保变压器线包结构工艺、绕制工艺及高压绝缘处理，使其可靠稳定。工作原理
由变压器TRF初级主线圈LpI、反馈线圈Lp2、三极管T2及电容Cl5等组成自激振荡电路。接通电源后，通过振荡器工作，初级产生高频脉冲电压，并通过变压器TRF耦合到其次级线圈Lsl，其两端的交流脉冲电压，经多级倍压整流及滤波后产生高压。输出高压通过电阻R11、电阻R12及电阻R9、电阻RlO获得高压采样信号，并经电平位移送到可控基准源U2的控制端I脚，经由可控基准源U2、三极管T3、三极管Tl等构成电压反馈电路，控制振荡器的工作状态，进而控制、稳定高压输出。正常输出情况下，在电阻R14上得到的正比于输出电流的采样电压，不足以使三 极管T4导通，此时三极管T4处于截止状态；当输出电流大于输出保护电流时，在电阻R14上得到的输出电流采样电压，使三极管T4导通，使得可控基准源U2的控制极I脚电位降低，进而使可控基准源U2的阴极3脚电位接近供电输入电压+Vin，三极管T3、三极管Tl截止，从而关闭振荡电路，起到保护作用。二极管D8的作用为防止输入端接反；电感LI对振荡高频交流电压起到隔离阻挡作用，减少高频交流工作脉冲电压对控制电路及供电电压的干扰；二极管D7的作用为限制输出电流采样电压的幅值；二极管D9的作用是防止可控基准源U2的控制极I脚电位为负。
权利要求
1.一种TL431构成的负极性固定输出高压电源电路,包括高压输出电路,其特征在于还包括高压控制及驱动电路、过流保护电路，所述高压控制及驱动电路分别与过流保护电路和高压输出电路连接，所述高压输出电路与过流保护电路连接； 所述高压控制及驱动电路中，二极管D8的正极接供电输入端+Vin，电感LI的一端分别接二极管D8的负极、三极管Tl的发射极、电阻R6及电容C12的一端，电感LI的另一端分别接电容C14的正极、变压器TRF初级线圈Lpl的异名端I脚，电容C14的负极接输入地GND，变压器TRF初级线圈Lpl的同名端2脚接三极管T2的集电极，变压器TRF初级线圈Lp2的异名端3脚接三极管T2的基极，变压器TRF初级线圈Lp2的同名端4脚通过电阻R2分别接电容C15及电阻Rl的一端，电容C15的另一端与三极管T2的发射极相连并接输入地GND,电阻Rl的另一端接三极管Tl的集电极和电容C12的另一端，三极管Tl的基极通过电阻R3接三极管T3的发射极，电阻R5和电容Cll并联，三极管T3的基极接电阻R5的一端，可控基准源U2的阴极3脚分别接电阻R4及电容ClO的一端、电阻R5的另一端，电阻R4的另一端接供电输入端+Vin，可控基准源U2的控制极I脚分别接电阻R9和电阻Rll的一端、二极管D9的负极、电容ClO的另一端，可控基准源U2的阳极2脚与二极管D9的正极相连并接输入地GND，电阻Rl2和电容C9并联，电阻Rll的另一端接电阻Rl2的一端，电阻Rl2的另一端接高压输出电路中电容C7的一端A点，电阻R9的另一端接电阻RlO的一端，可控基准源Ul的阴极3脚分别接电阻R7及电容C13的一端、电阻R6和电阻RlO的另一端，可控基准源Ul的控制极I脚分别接电阻R8的一端、电阻R7的另一端，可控基准源Ul的阳极2脚与电阻R8及电容C13的另一端相连并接输入地GND ； 所述过流保护电路中，三极管T4的集电极接高压控制及驱动电路中可控基准源Ul的阴极3脚，三极管T4的基极分别接电阻R13和电容C8的一端，三极管T4的发射极与电容CS的另一端相连并接输入地GND，电阻R13的另一端分别接电阻R14的一端、二极管D7的正极、高压输出电路中二极管Dl的负极，电阻R14的另一端接二极管D7的负极并接高压输出地HG端。
全文摘要
本发明涉及一种用于工业、环保、医疗及军工等领域的多种相关测量仪器中作为高压源的由TL431构成的负极性固定输出高压电源电路。包括高压输出电路，还包括高压控制及驱动电路、过流保护电路，高压控制及驱动电路分别与过流保护电路和高压输出电路连接，高压输出电路与过流保护电路连接。本发明的有益效果是无需专用控制芯片，电路构思新颖，且原理简单，使用元器件较少，很小的外形尺寸、非常轻的重量、良好的可靠性及稳定性、易于安装。
文档编号H02M3/338GK102891609SQ20121042983
公开日2013年1月23日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者刘申, 张贵艳, 申晓景 申请人:东文高压电源(天津)有限公司