[实用新型]电磁生物效应实验室用20kV线性可调高压直流电源

摘要

电磁生物效应实验室用20kV线性可调高压直流电源，属于电源装置，由低压、高压两部分及连接两部分的高频低压变压器组成，低压部分包括由依次连接的时钟源电路、电压调节电路、缓冲器电路、放大电路、高频功率输出电路组成的高频功率模块、显示模块和大功率直流电源；高压部分包括倍压电路和与之连接的高压输出电路，高频低压变压器的初、次级分别与高频功率输出电路的输出端和倍压电路的输入端连接。本直流电源在0-20kV内线性连续可调，其线性度与稳定性都优于常规高压直流电源，因采用高频低压变压器和使用常规器件，绝缘等级要求用电压等级较低，安全性更好。方便维护，节约成本，在发生故障时易更换，且不会产生对电网造成影响的谐波。

主权项

电磁生物效应实验室用20Kv线性可调高压直流电源，由低压部分、高压部分及连接两部分的高频变压器组成，高频变压器输出端连接高压部分的倍压电路，其特征在于，所述低压部分包括：-高频功率模块，用于进行电平转换与信号调制，其输出为高频方波功率信号提供给高频变压器，本模块以功率运算放大器为核心，构成电压跟随器与功率输出系统；本模块包括：-时钟源电路(1)，采用LM311电压比较器构成30kHz时钟源，用于提供通过功率变换所需的高频功率信号，从而提供给高频变压器进行高频升压；-电压调节电路(8)，其输入端与时钟源电路(1)的输出端连接，电路中设置有100kΩ滑动变阻器，通过调节100kΩ滑动变阻器，来调节整个高压直流电源的电压输出，且将输出电压限幅，防止输出给放大电路的电压过高，致使高压端输出超过额定电压；-缓冲器电路(2)，其输入端与电压调节电路(8)的输出端连接，用于提高系统输入阻抗，提高系统稳定性；-放大电路(3)，其输入端与缓冲器电路(2)的输出端连接，用于将输出电压进行放大；缓冲器电路(2)和放大电路(3)由OP07通用高精度运算放大器组成；-高频功率输出电路(4)，以OPA541功率运算放大器为核心，其输入端与放大电路(3)的输出端连接，用于向高频变压器(15)提供输出的线性电压；-显示接口电路(5)，与高频功率输出电路(4)连接，在其端口设置有显示电路接口(7)，用于显示模块的连接；-显示模块，与高频功率模块的显示电路接口(7)连接，用于显示输出电压；采用ICL7135四位半AD转换显示芯片，显示范围从0V-20000V；-大功率直流电源，与高频功率模块连接，采用大功率开关电源，输出电压为±40V、输出功率500W直接为功率运算放大器供电，用于为高频功率模块提供所需变换为高频功率信号的电能；所述高压部分(18)除包括倍压电路(16)外，还包括高压输出电路(17)，其输入端与倍压电路(16)的输出端连接，用于为电磁生物效应实验提供稳定、连续、精确的高压静电场，且设有保护电阻，防止短路时电流过大，防止器件损坏；倍压电路与高压输出电路采用IN4007二级管耐压值为1200V、高压电容耐压值为1400V组成，放大电路中的放大倍数为11倍不可调；所述连接低压部分和高压部分的高频变压器(15)为高频低压变压器，其功率为500W、工作频率为30kHz、转换效率为90％，输入电压为36V、输出为720V，其输入端与高频功率模块的高频功率输出电路(4)的输出端连接，用于连接低压与高压部分，并对低压部分构成电磁隔离保护，防止高压干扰窜入低压部分对低压器件构成永久性损伤。