專利名稱：脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廣泛應(yīng)用于制備高性能納米纖維的高壓靜電紡絲設(shè)備中，同時(shí)也應(yīng)用于高壓靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨等方面儀器設(shè)備中的脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源。
背景技術(shù)：
隨著纖維素及其衍生物的廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)上制備納米纖維的高壓靜電紡絲技術(shù)受到普遍關(guān)注，而在該技術(shù)中，需有一個(gè)高壓電壓源(30KV飛0KV)提供的高壓靜電場(chǎng)。市場(chǎng)上的靜電紡絲高壓電源多數(shù)為正高壓輸出，隨著科技發(fā)展，對(duì)負(fù)輸出靜電紡絲高壓電源的需求不斷增加，并與正高壓輸出電源有著相同的各項(xiàng)指標(biāo)要求。
發(fā)明內(nèi)容鑒于目前市場(chǎng)的需求情況，本實(shí)用新型提供一種整機(jī)結(jié)構(gòu)小型化，電路模塊化，性能穩(wěn)定、可靠，易于制作維護(hù)，具有可調(diào)節(jié)，數(shù)字顯示，使用方便等特點(diǎn)的脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源，包括機(jī)箱箱體內(nèi)的電源電路，所述電源電路包括供電電路、控制電路、穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)電路、軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出整流濾波電路、輸出電壓反饋電路，其特征在于還包括輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路和輸出電壓監(jiān)測(cè)電路，所述控制電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接， 所述輸出整流濾波電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，所述輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路通過(guò)軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出電壓反饋電路與輸出電壓監(jiān)測(cè)電路連接，所述穩(wěn)壓電路通過(guò)供電電路與驅(qū)動(dòng)電路連接；所述輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路中，LM358控制芯片U2B的5腳分別接電阻R27和電阻R34的一端，電阻R27的另一端接電容C38的負(fù)極，LM358控制芯片U2B的6腳分別接電阻R28、電阻似9和電容C39的一端，電阻似9和電容C39的另一端相連并接輸入地GND，電阻R28的另一端接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓端Vr，LM358控制芯片U2B的7腳分別接電容C38的正極和二極管 D14的正極，電阻R34的另一端分別接電阻R35和電容C35的一端，電容C35的另一端接輸入地GND，二極管Dll與電容C13并聯(lián)，電阻R38與電容C14并聯(lián)，電阻R35的另一端分別接電阻R39和電阻R38的一端，電阻R38的另一端分別接電容C13的另一端及高壓輸出地 HVG ；所述輸出電壓監(jiān)測(cè)電路中，LM358控制芯片U3A的1腳和2腳相連后接電阻R31的一端，LM358控制芯片U3A的3腳分別接電阻R26、電阻R37和電容C34的一端，電阻R26的另一端和電容C34的另一端相連并接輸入地GND，電阻R37的另一端通過(guò)電阻R36與電阻 R35 一端相連，LM358控制芯片U!3B的5腳通過(guò)電阻R33接輸入地GND，LM358控制芯片U!3B 的6腳分別接電阻R32的一端、電阻R31的另一端，LM358控制芯片TOB的7腳分別接二極管D13的負(fù)極、電阻R32的另一端、電容C36的一端及輸出電壓監(jiān)測(cè)端Vdis, 二極管D13的正極與電容C36的另一端相連并接輸入地GND，LM358控制芯片U3A的4腳接內(nèi)部負(fù)供電端 Vee, LM358控制芯片U3A的8腳接內(nèi)部正供電端Vcc。本實(shí)用新型的有益效果是電源整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，小型化的外形尺寸與模塊化電路設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，使其更易于制作及維護(hù)；該電源時(shí)漂、溫漂小，輸出紋波低，穩(wěn)定度高；輸出電壓可調(diào)，輸出電壓和電流的數(shù)字監(jiān)測(cè)顯示，使操作使用靈活方便；具有過(guò)流、短路保護(hù)等功能，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、可靠性好。

圖1為本實(shí)用新型的外觀示意圖。圖2為圖1的后視圖。圖3為本實(shí)用新型的電路連接框圖。圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3、4所示，寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源，包括機(jī)箱箱體1 內(nèi)的電源電路，電源電路包括供電電路、控制電路、穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)電路、軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出整流濾波電路、輸出電壓反饋電路，還包括輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路和輸出電壓監(jiān)測(cè)電路，控制電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，輸出整流濾波電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，所述輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路通過(guò)軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出電壓反饋電路與輸出電壓監(jiān)測(cè)電路連接，穩(wěn)壓電路通過(guò)供電電路與驅(qū)動(dòng)電路連接；輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路中，LM358控制芯片U2B的5腳分別接電阻R27和電阻R34的一端，電阻R27的另一端接電容C38的負(fù)極，LM358控制芯片U2B的6腳分別接電阻R28、電阻似9和電容C39的一端，電阻似9和電容C39的另一端相連并接輸入地GND， 電阻R28的另一端接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓端Vr，LM358控制芯片U2B的7腳分別接電容C38的正極和二極管D14的正極，二極管D14的負(fù)極接控制電路中二極管D24的負(fù)極，電阻R34的另一端分別接電阻R35和電容C35的一端，電容C35的另一端接輸入地GND，二極管Dll與電容C13并聯(lián)，電阻R38與電容C14并聯(lián)，電阻R35的另一端分別接電阻R39和電阻R38的一端，電阻R39的另一端接電容C13的一端及輸出整流濾波電路中二極管Dl的負(fù)極，電阻R38 的另一端分別接電容C13的另一端及高壓輸出地HVG ；輸出電壓監(jiān)測(cè)電路中，LM358控制芯片U3A的1腳和2腳相連后接電阻R31的一端，LM358控制芯片U3A的3腳分別接電阻R26、電阻R37和電容C34的一端，電阻似6的另一端和電容C34的另一端相連并接輸入地GND，電阻R37的另一端通過(guò)電阻R36和電阻R35 與輸出整流濾波電路中電容Cll的一端相連，LM358控制芯片U3B的5腳通過(guò)電阻R33接輸入地GND，LM358控制芯片U3B的6腳分別接電阻R32的一端、電阻R31的另一端，LM358 控制芯片U3B的7腳分別接二極管D13的負(fù)極、電阻R32的另一端、電容C36的一端及輸出電壓監(jiān)測(cè)端Vdi s，二極管D13的正極與電容C36的另一端相連并接輸入地GND，LM358控制芯片U3A的4腳接內(nèi)部負(fù)供電端Vee，LM358控制芯片U3A的8腳接內(nèi)部正供電端Vcc。[0013]機(jī)箱箱體1的前面板2上分別安裝有輸出電壓顯示表2-1、輸出電流顯示表2-2、 高壓輸出調(diào)節(jié)電位器2-3、控制開(kāi)關(guān)2-4及整機(jī)電源開(kāi)關(guān)2-5，機(jī)箱箱體1的后面板3上安裝有高壓輸出-HV. Out插座3-1、輸出地HVG接線端3-2、交流供電輸入插座3_3。工作原理電源電路的控制核心部分采用SG3525型號(hào)PWM集成控制芯片Ul，其工作頻率高， 工作電壓范圍寬，圖騰柱式輸出結(jié)構(gòu)。從PWM控制芯片Ul的11腳和14腳雙端輸出的PWM控制信號(hào)，通過(guò)隔離變壓器TRF2，耦合驅(qū)動(dòng)推挽驅(qū)動(dòng)電路中MOS功率三極管Tl和三極管T2， 隔離變壓器TRF2既能使次級(jí)電平位移，又能與開(kāi)關(guān)變壓器TRFl電路隔離。在開(kāi)關(guān)變壓器 TRFl的初級(jí)線圈Lll及L12中產(chǎn)生的高頻振蕩脈沖電壓，通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器TRFl耦合到其次級(jí)線圈L13，經(jīng)由電容Cl至電容C10、二極管Dl至二極管DlO等組成的倍壓整流電路，以及電阻R40、電容C11、C12的濾波后產(chǎn)生高壓。輸出負(fù)高壓的采集信號(hào)，經(jīng)由控制芯片U2A等組成的電壓反饋電路，送到集成控制芯片Ul的9腳，進(jìn)而控制、穩(wěn)定高壓輸出。同時(shí)，從電阻R38上采集的輸出電流信號(hào)，通過(guò)由控制芯片U2B等組成的輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路，控制PWM控制芯片Ul的8腳，從而限制輸出最大電流，在輸出過(guò)流或短路時(shí)，起到保護(hù)作用。另外，為降低電源啟動(dòng)時(shí)輸出高壓上沖的影響，電源設(shè)計(jì)有軟啟動(dòng)電路，它由控制芯片U4A和U4B等組成，啟動(dòng)時(shí)間主要由電阻R15、電容C33決定。為防止控制輸入電壓超高對(duì)電源可能造成的影響，電源設(shè)計(jì)有控制電壓限幅電路，它是由控制芯片U5A和TOB、二極管D23等組成，使進(jìn)入輸出電壓反饋電路中的調(diào)控輸入電壓最高值受到鉗位，最終限制輸出高壓最大值。本靜電紡絲負(fù)高壓電源的輸出保護(hù)為關(guān)閉自恢復(fù)式，關(guān)閉時(shí)間主要由電容C38、電阻R27等決定。若將輸出保護(hù)改為關(guān)閉式，可將電容C38改為二極管。
權(quán)利要求1.一種脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源，包括機(jī)箱箱體(1)內(nèi)的電源電路，所述電源電路包括供電電路、控制電路、穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)電路、軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出整流濾波電路、輸出電壓反饋電路，其特征在于還包括輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路和輸出電壓監(jiān)測(cè)電路，所述控制電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，所述輸出整流濾波電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，所述輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路通過(guò)軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出電壓反饋電路與輸出電壓監(jiān)測(cè)電路連接，所述穩(wěn)壓電路通過(guò)供電電路與驅(qū)動(dòng)電路連接；所述輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路中，LM358控制芯片U2B的5腳分別接電阻R27和電阻R34的一端，電阻R27的另一端接電容C38的負(fù)極，LM358控制芯片U2B的6腳分別接電阻R28、電阻R29和電容C39的一端，電阻R29和電容C39的另一端相連并接輸入地GND， 電阻R28的另一端接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓端Vr，LM358控制芯片U2B的7腳分別接電容C38的正極和二極管D14的正極，電阻R34的另一端分別接電阻R35和電容C35的一端，電容C35的另一端接輸入地GND，二極管Dl 1與電容C13并聯(lián)，電阻R38與電容C14并聯(lián)，電阻R35的另一端分別接電阻R39和電阻R38的一端，電阻R38的另一端分別接電容C13的另一端及高壓輸出地HVG ；所述輸出電壓監(jiān)測(cè)電路中，LM358控制芯片U3A的1腳和2腳相連后接電阻R31的一端，LM358控制芯片U3A的3腳分別接電阻R26、電阻R37和電容C34的一端，電阻R26的另一端和電容C34的另一端相連并接輸入地GND，電阻R37的另一端通過(guò)電阻R36與電阻 R35 一端相連，LM358控制芯片U3B的5腳通過(guò)電阻R33接輸入地GND，LM358控制芯片U3B 的6腳分別接電阻R32的一端、電阻R31的另一端，LM358控制芯片U3B的7腳分別接二極管D13的負(fù)極、電阻R32的另一端、電容C36的一端及輸出電壓監(jiān)測(cè)端Vdis, 二極管D13的正極與電容C36的另一端相連并接輸入地GND，LM358控制芯片U3A的4腳接內(nèi)部負(fù)供電端 Vee, LM358控制芯片U3A的8腳接內(nèi)部正供電端Vcc。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源，其特征在于所述機(jī)箱箱體(1)的前面板(2)上分別安裝有輸出電壓顯示表(2-1)、輸出電流顯示表 (2-2)、高壓輸出調(diào)節(jié)電位器(2-3)、控制開(kāi)關(guān)(2-4)及整機(jī)電源開(kāi)關(guān)(2-5)，所述機(jī)箱箱體 (1)的后面板(3)上安裝有高壓輸出-HV. Out插座(3-1)、輸出地HVG接線端(3-2)、交流供電輸入插座(3-3)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種脈寬調(diào)制推挽式負(fù)輸出靜電紡絲高壓整機(jī)電源，控制電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，輸出整流濾波電路分別與驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓反饋電路和輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路連接，輸出電流取樣及過(guò)流保護(hù)電路通過(guò)軟啟動(dòng)電路、控制電壓限幅電路、輸出電壓反饋電路與輸出電壓監(jiān)測(cè)電路連接，穩(wěn)壓電路通過(guò)供電電路與驅(qū)動(dòng)電路連接；本實(shí)用新型的有益效果是該電源時(shí)漂、溫漂小，輸出紋波低，穩(wěn)定度高；輸出電壓可調(diào)，輸出電壓和電流的數(shù)字監(jiān)測(cè)顯示，操作使用靈活方便；具有過(guò)流、短路保護(hù)等功能，工作穩(wěn)定性、可靠性好。
文檔編號(hào)H02M3/337GK202103586SQ201120204030
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請(qǐng)人:天津市東文高壓電源廠