[发明专利]一种可扩展的高压检测控制单元

权利要求书

1.一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：包括系统电源电路、MCU电路、数模转换电路、电阻分压电路、模数转换电路、高压模块、信号处理电路、外扩展存储电路、TCP/IP通讯电路、保护电路，所述MCU电路分别与外扩展存储电路、TCP/IP通讯电路、模数转换电路、保护电路、数模转换电路连接，所述数模转换电路依次通过高压模块、电阻分压电路与信号处理电路连接，所述信号处理电路分别与模数转换电路、保护电路连接，所述系统电源电路用于给高压检测控制单元提供电源；

高压检测控制单元，以高压模块为基础，通过MCU电路，实现整个系统的通信和逻辑控制，通过数模转换电路控制每一路高压模块的高压输出，经过电阻分压电路形成实际输出高压，模数转换电路实现分压信号的模拟采样，信号处理电路将电阻分压信号进行0位和满量程校准，提高采样的线性度，提高采样精度，外扩展存储电路和TCP/IP通讯电路，实现对整块高压检测控制单元的单路高压电源的独立可编程控制，保护电路，是在电路出现过流或过压时，产生保护信号，通知MCU电路将控制电压降为0V，切断高压输出；

以上电路组成高压检测控制单元，多个高压检测控制单元可以通过排列组合，实现多路电源信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：所述高压模块包括输入控制电路、比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器、倍压电路、滤波电路、分压反馈电路、低压供电电源，所述输入控制电路依次通过比较控制电路、脉冲振荡功放电路、升压变压器和倍压电路与滤波电路连接，所述倍压电路的输出通过分压反馈电路与比较控制电路连接，低压供电电源与比较控制电路连接；

采用24V低压电源供电，通过脉冲振荡功放电路、升压变压器，将24V电压倍压为500V的直流高压，再通过多级倍压电路，将其升压到3000V的直流高压输出，通过滤波电路，将整个电路的纹波控制在40mV以内。

3.根据权利要求1所述的一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：所述系统电源电路具体连接为，电源模块U1的+Vin脚接电容C44、电阻R124的一端及二极管D1的负极，二极管D1的正极与接口J34的2、3脚连接，电阻R124的另一端接发光二极管D2的正极，电源模块U1的-Vin脚、电容C44的另一端、发光二极管D2的负极分别与接口J34的1、4脚连接，电源模块U1的COM脚接接模拟地DGND；

系统电源电路用于给系统电源隔离，并提供正负5V的电源，二极管D1用于防反电压，保证系统电源的稳定性，电阻R124和发光二极管D2构成电源指示灯，用于指示电源工作状况，电容C44为电源输入提供滤波，电源模块U1是24V输入、正负5V输出隔离电源。

4.根据权利要求1所述的一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：所述MCU电路用于整个系统的通信和逻辑控制，单片机U1用于整个系统的自动控制和实时通信，温度传感器T1输出温度的模拟电压信号，用单片机U1MCU的10位AD实现温度采样，用于超温控制，电源模块U12给单片机U1MCU提供稳定的复位脉冲，电容C9和电阻R8构成滤波电路，用于MCU电路滤波。

5.根据权利要求1所述的一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：所述外扩存储器电路，存储芯片U14的存储地址是16位，8K的存储空间可存储系统设置参数，保护设置参数掉电后不丢失，存储芯片U14采用串行通信，功能用于存储设置的目标电压，上限电流，上电斜率，上限温度参数。

6.根据权利要求1所述的一种可扩展的高压检测控制单元，其特征在于：所述数模转换电路具体连接为，数模转换芯片U6的VDD脚一路通过电容C101接模拟地DGND，另一路接电源VCC，Vref脚接电容C8的一端及电压基准芯片U15的Vout脚，电容C8的另一端接地，电压基准芯片U15的VSS脚接地，VDD脚接电源VCC并通过电容C100接地；

数模转换电路通过MCU电路，控制数模转换芯片U6输出控制电压0至4V，控制高压的输出，数模转换芯片U6是一款16位的DA芯片，保证输出电压步进达到1V，它与MCU串行通信，实现高压模块控制信号的输出，控制信号通过继电器提供给高压模块，整个系统有四个数模转换电路，分别控制4个高压模块，电压基准芯片U15为数模转化芯片U6提供参考信号，电容C100、C8和C101是滤波电容。