本技術(shù)涉及高壓電源，具體涉及低emi的穩(wěn)定電場(chǎng)發(fā)生器，主要用于給電子顯微鏡的電子加速。

背景技術(shù)：

1、電子顯微鏡是一款對(duì)工作環(huán)境的電磁干擾很敏感的精密儀器，電磁干擾會(huì)顯著影響成像效果。目前，主流的電子顯微鏡電源的開關(guān)管都采用外加方波的他激驅(qū)動(dòng)方式，開關(guān)管工作在硬開關(guān)狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的emi干擾信號(hào)。為了屏蔽該emi信號(hào)，通常會(huì)采取大量的金屬屏蔽罩進(jìn)行屏蔽，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，采用自激諧振的方式，讓開關(guān)管工作在放大區(qū)，不存在電壓和電流的突變，從源頭上杜絕了強(qiáng)emi干擾信號(hào)的產(chǎn)生。

2、本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，包括功率電路、輸出電壓控制電路以及保護(hù)電路；所述功率電路包含直流電源輸入、自激拓?fù)潆娐?、升壓變壓器以及倍壓整流電路，上述電路依次按順序連接；所述電壓控制電路包含輸出電壓采樣電路、電壓設(shè)定電路以及誤差放大器，所述電壓采樣電路輸出電壓反饋信號(hào)和電壓設(shè)定信號(hào)，作為誤差放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)，做差后經(jīng)比例-積分-微分環(huán)節(jié)輸出一個(gè)電壓控制信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)；所述保護(hù)電路用于過流和放電保護(hù)。

4、進(jìn)一步地，所述功率電路中直流電源輸入為+24v輸入，采用帶功率因素矯正的開關(guān)電源。

5、進(jìn)一步地，所述自激拓?fù)潆娐凡捎萌龢O管作為開關(guān)管，通過閉環(huán)控制三極管的基極信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)。

6、進(jìn)一步地，所述升壓變壓器采用rm10磁芯，精密計(jì)算變壓器原邊繞組、激勵(lì)繞組、副邊繞組的匝數(shù)，得到理想的功率和電壓輸出。

7、進(jìn)一步地，所述倍壓整流電路采用7級(jí)倍壓，變壓器輸出的2500v交流電壓，轉(zhuǎn)換成-30kv的直流高壓。

8、進(jìn)一步地，所述電壓采樣電路選用0.5%精度的片狀高壓電阻，具備高達(dá)60kv的耐壓特性，采樣精度高。

9、進(jìn)一步地，所述電壓設(shè)定電路采用0.1%精度、25ppm的高精度低溫漂的電壓基準(zhǔn)芯片提供電壓設(shè)定基準(zhǔn)，通過可調(diào)電位器分壓得到一個(gè)精度高、且穩(wěn)定的設(shè)定電壓。

10、進(jìn)一步地，所述誤差放大器采用pid環(huán)路設(shè)計(jì)，使輸出電壓能夠快速而無差地跟隨設(shè)定電壓。

11、進(jìn)一步地，所述保護(hù)電路包含pnp型三極管和比較器，功率電路過流或者放電時(shí)，該pnp型三極管關(guān)斷自激電路的控制信號(hào)，強(qiáng)行關(guān)斷自激震蕩，過流或放電情況消失時(shí)，自激震蕩重啟，如此反復(fù)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)過流和放電保護(hù)功能。

12、進(jìn)一步地，所述誤差放大器的輸出連接保護(hù)電路三極管的發(fā)射極，經(jīng)保護(hù)電路三極管集電極輸送給自激拓?fù)潆娐返娜龢O管基極，用于控制功率電路三極管的導(dǎo)通深度。

13、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：?本實(shí)用新型采用帶閉環(huán)控制的自激拓?fù)潆娐?，使開關(guān)管上的電壓處于類正弦震蕩狀態(tài)，沒有陡峭的上升沿和下降沿，emi干擾非常低，有益于提升電子顯微鏡的成像質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：包括功率電路、輸出電壓控制電路以及保護(hù)電路；所述功率電路包含直流電源輸入、自激拓?fù)潆娐贰⑸龎鹤儔浩饕约氨秹赫麟娐?，上述電路依次按順序連接；所述電壓控制電路包含輸出電壓采樣電路、電壓設(shè)定電路以及誤差放大器，所述電壓采樣電路輸出電壓反饋信號(hào)和電壓設(shè)定信號(hào)，作為誤差放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)，做差后經(jīng)比例-積分-微分環(huán)節(jié)輸出一個(gè)電壓控制信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)；所述保護(hù)電路用于過流和放電保護(hù)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述功率電路中直流電源輸入為+24v輸入，采用帶功率因素矯正的開關(guān)電源。

3.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述自激拓?fù)潆娐凡捎萌龢O管作為開關(guān)管，通過閉環(huán)控制三極管的基極信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述升壓變壓器采用rm10磁。

5.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述倍壓整流電路采用7級(jí)倍壓，變壓器輸出的2500v交流電壓，轉(zhuǎn)換成-30kv的直流高壓。

6.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述電壓采樣電路選用0.5%精度的片狀高壓電阻。

7.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述電壓設(shè)定電路采用0.1%精度、25ppm的高精度低溫漂的電壓基準(zhǔn)芯片提供電壓設(shè)定基準(zhǔn)，通過可調(diào)電位器分壓得到一個(gè)精度高、且穩(wěn)定的設(shè)定電壓。

8.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述誤差放大器采用pid環(huán)路設(shè)計(jì)，使輸出電壓能夠快速而無差地跟隨設(shè)定電壓。

9.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述保護(hù)電路包含pnp型三極管和比較器，功率電路過流或者放電時(shí)，該pnp型三極管關(guān)斷自激電路的控制信號(hào)，強(qiáng)行關(guān)斷自激震蕩，過流或放電情況消失時(shí)，自激震蕩重啟，如此反復(fù)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)過流和放電保護(hù)功能。

10.如權(quán)利要求1所述的一種低emi的電子顯微鏡高壓電源，其特征在于：所述誤差放大器的輸出連接保護(hù)電路三極管的發(fā)射極，經(jīng)保護(hù)電路三極管集電極輸送給自激拓?fù)潆娐返娜龢O管基極，用于控制功率電路三極管的導(dǎo)通深度。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及高壓電源技術(shù)領(lǐng)域，公開一種低EMI的電子顯微鏡高壓電源，包括功率電路、輸出電壓控制電路、保護(hù)電路；所述功率電路包含直流電源輸入、自激拓?fù)潆娐?、升壓變壓器、倍壓整流電路，上述電路依次按順序連接；所述電壓控制電路包含輸出電壓采樣電路、電壓設(shè)定電路、誤差放大器，所述電壓采樣電路輸出電壓反饋信號(hào)和電壓設(shè)定信號(hào)，作為誤差放大器的兩個(gè)輸入信號(hào)，做差后經(jīng)比例?積分?微分環(huán)節(jié)輸出一個(gè)電壓控制信號(hào)；所述保護(hù)電路用于過流和放電保護(hù)。本技術(shù)采用帶閉環(huán)控制的自激拓?fù)潆娐?，使開關(guān)管上的電壓處于類正弦震蕩狀態(tài)，沒有陡峭的上升沿和下降沿，EMI干擾非常低，有益于提升電子顯微鏡的成像質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：王瑞,魏云峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：宿遷波爾高壓電源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240506
技術(shù)公布日：2025/1/9