[实用新型]一种电压线性上升的高压电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电源技术领域，具体地指一种电压线性上升的高压电源。

背景技术

过电压防护装置大量用于通信、信号等系统中，用于对感应雷电等引起的过电压冲击进行限幅保护，并将雷电流导入地中。为了生产、检测、检定这些装置的过压防护性能，需要对这类装置和元器件的防护导通电压值进行准确测量，以确保其过压防护性能的有效性和参数的符合性。

为了统一和准确地检测这类装置，元器件的防护导通电压，相关标准要求在被检装置或元器件上施加一种能从很低电压值(几伏)为起点，且电压值按一定的K＝V/S速率上升的实验电压。由于防护装置的性能类别不同，要求实验电压的上升斜率不同，如100V/S，或者1000V/S，且最高电压可达10000V左右。

为实现电压的上升，在一些场合采用人工调节的方法逐步升高高压源输出电压，利用计时器的读数来测量点火时刻。此方法准确性低，误差较大。

对于上述技术问题，现有的一种改进方法是采用RC充电的方式产生斜率近似为线性上升的高压。其方法是使用高压源E经电阻R向电容C充电，电容两端的电压以指数函数上升。如果时间常数τ＝RC较大，在一个时间常数的时间范围内，电容两端电压是近似线性上升的。

该方法有如下不足：1)电压在上升过程中的上升速率是变化的，且电压越高，上升速率越小。2)为保证上升斜率是近似线性的，时间常数需要很大，高压源电压要求高，电容电阻值需要很高，而且电容耐压要求高。比如，对100V/S的速率，达到10000V时，t＝100s，如上所述，时间常数应起码为τ＝RC＝100s。按R＝1MΩ计算，电容C＝100μF，且其耐压应为10000V。这些要求造成设备体积大，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种电压线性上升的高压电源，该电源的电压上升速率在电压上升过程中为一个固定值，不随电压变化，且能大幅降低系统对元器件的要求，减小了电源的体积和成本。

为实现此目的，本实用新型所设计的电压线性上升的高压电源，其特征在于：它包括基于脉宽调制的反激式高压源、斜坡电压发生器、电阻分压取样模块和误差放大器，其中，所述斜坡电压发生器的输出端连接误差放大器的输入端，所述误差放大器输出端连接基于脉宽调制的反激式高压源的输入端，所述基于脉宽调制的反激式高压源的电压输出端作为高压电源输出，所述高压电源的电压输出端还连接有电阻分压取样模块的输入端，电阻分压取样模块的输出端连接误差放大器的反馈信号输入端。

所述基于脉宽调制的反激式高压源包括脉宽调制器N1、三极管T1、变压器TR1和升压电路，其中，所述脉宽调制器N1的同相输入端2接模拟地AGND，脉宽调制器N1的反相输入端1连接误差放大器的输出端，脉宽调制器N1的脉宽调制信号输出端12连接三极管T1的基极，三极管T1的发射极接大地GND，三极管T1的集电极连接变压器TR1初级的一端，变压器TR1的初级的另一端连接第一电源V1，变压器TR1的次级连接升压电路。

所述升压电路包括整流二极管D1和滤波电容C1，其中，所述变压器TR1的次级的一端连接整流二极管D1的正极，整流二极管D1的负极为基于脉宽调制的反激式高压源的电压输出端，所述整流二极管D1的负极还通过滤波电容C1接模拟地AGND，所述变压器TR1的次级的另一端接模拟地AGND。

所述斜坡电压发生器包括运算放大器N2、积分电容C2、充电电阻R1和复位开关S1，其中，所述运算放大器N2的同相输入端接模拟地AGND，运算放大器N2的反相输入端通过积分电容C2连接运算放大器N2的输出端，所述积分电容C2的两端之间连接复位开关S1，所述充电电阻R1的一端连接运算放大器N2的反相输入端，充电电阻R1的另一端连接第二电源V2。

所述电阻分压取样模块包括电阻R2和电阻R3，其中，电阻R2的一端连接基于脉宽调制的反激式高压源的电压输出端，电阻R2的另一端通过电阻R3接模拟地AGND。

所述误差放大器包括运算放大器N3、电阻R4和电阻R5，其中，所述运算放大器N3的同相输入端连接所述电阻R2的另一端，运算放大器N3的反相输入端通过电阻R4连接斜坡电压发生器的输出端，所述运算放大器N3的输出端连接基于脉宽调制的反激式高压源的输入端，运算放大器N3的输出端和反相输入端之间还连接电阻R5。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型利用斜坡电压发生器和基于脉宽调制的反激式高压源，得到了输出电压线性上升的高压，大幅降低了系统对元器件的要求，减小了电源的体积和成本。