阅读说明：本技术 一种隔离型多路输出电源电路 (Isolated form multiplexed output power supply circuit ) 是由 崔勇 杜文韬 陈怀技 张辉 李华清 吴军军 李娟� 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种隔离型多路输出电源电路,脉冲恒流源的脉冲电流输出端依次将多个隔离变压器的初级串联,每个所述隔离变压器的次级设有三路输出,分别连接三路整流滤波电路构成三路独立的电源输出。本发明隔离型多路输出电源以及电压调节与限制有效地解决了系统的高压隔离以及多路输出电压不一致不独立调以等问题,并且优化了电源的体积和重量,降低了成本,满足高压固态调制器与高压固态脉冲电源系统小型化的发展需求,此外,电路简单可靠,使用简单的元器件构成了隔离多路输出电源的电压限制与调节,避免了复杂调节电路带来的干扰问题,同时因隔离变器输出电压可限可调,降低了对隔离变压器的设计与制作要求。(The invention discloses an isolated multi-output power supply circuit.A pulse current output end of a pulse constant current source sequentially connects the primary sides of a plurality of isolation transformers in series, and the secondary side of each isolation transformer is provided with three outputs which are respectively connected with three rectifying and filtering circuits to form three independent power supply outputs. The isolated multi-output power supply and the voltage regulation and limitation effectively solve the problems of high-voltage isolation of the system, inconsistent and non-independent regulation of multi-output voltage and the like, optimize the volume and weight of the power supply, reduce the cost, meet the development requirement of miniaturization of a high-voltage solid-state modulator and a high-voltage solid-state pulse power supply system, have simple and reliable circuits, use simple components to form the voltage limitation and regulation of the isolated multi-output power supply, avoid the interference problem caused by a complex regulation circuit, and reduce the design and manufacturing requirements of an isolation transformer because the output voltage of the isolation transformer can be limited and regulated.)

一种隔离型多路输出电源电路

技术领域

本发明涉及用于脉冲功率电子技术、以及开关电源技术领域中，具体涉及一种隔离型多路输出电源以及电压调节与限制方法。

背景技术

随着开关电源技术的不断更新与快速发展，以及大功率半导体器件的小型化与高频化、高可靠性化，高压脉冲功率技术已在加速器、雷达发射机、安全检查、工业无损探伤等诸多领域有着广泛的应用，高压固态调制器与高压固态脉冲电源的运用也越来越多，但受于半导体器件的耐压问题，其中高压固态开关，仍需要多个IGBT、MOFET等串联起来运用，这样需要隔离型多路输出电源对各固态开关进行辅助供电，且不同路输出电源之间存在几十千伏甚至上百千伏高压电位，由于低压脉冲恒流电源工作电位悬浮，必须采取高低压隔离措施。

最常用的隔离措施是选用隔离变压器。隔离电位的高低对隔离变压器又提出了较高的要求，直接影响到变压器的结构和体积等因素。空间距离以及介质特性等指标直接影响高压设备耐压程度，而隔离方案的选择直接影响到高压设备的体积、重量、成本等因素。传统的高压电位隔离采用工频信号隔离供电方式，将工频供电信号通过隔离变压器悬浮于高压上，在高压端实现恒流电源的输出。此种隔离方式，由于隔离电压等级高，工频隔离变压器体积庞大，重量重，成本高。另外，由于工频隔离变压器传送效率的低，各隔离输出恒流电源易受负载影响，输出电压存在较大差异，对隔离输出电源耐压要求较高，且因输出电压差异大，使的固态开关通断一致性变差，为此会增大固态开关设计余量，甚至因此而引起固态开关损伤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种利用高频脉冲恒流源作供电源，对各隔离型多路输出电源的隔离变压器进行供电的电路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种隔离型多路输出电源电路，脉冲恒流源的脉冲电流输出端依次将多个隔离变压器的初级串联，每个所述隔离变压器的次级设有三路输出，分别连接三路整流滤波电路构成三路独立的电源输出。

每个所述隔离变压器的输出1脚与输出2脚为一组电压连接第一桥堆整流的输入端，所述第一桥堆整流的两个输出端之间连接有用于滤波的电容，所述第一桥堆整流的两个输出端分别作为直流电源正极和负极构成直流电压DC_1。

每个所述隔离变压器的输出3脚与输出4脚为一组电压连接第二桥堆整流的输入端，所述第二桥堆整流的两个输出端之间连接有用于滤波的电容，所述第二桥堆整流的两个输出端分别作为直流电源正极和负极构成直流电压DC_2。

每个所述隔离变压器的输出5脚与输出6脚为一组电压连接第三桥堆整流的输入端，所述第三桥堆整流的两个输出端之间连接有并联布置的电容和稳压管，所述第三桥堆整流的正极输出端经三端集成稳压管输入端，所述三端集成稳压管接地端连接第三桥堆整流的负极输出端，所述三端集成稳压管输出端与第三桥堆整流的负极输出端之间连接有电位器，所述第三桥堆整流的正极输出端和负极输出端构成直流电压DC_3。

所述三端集成稳压管输出端作为5V直流电源输出。

本发明利用高频脉冲恒流源作供电源对各隔离型多路输出电源的隔离变压器进行供电，其简单的实现了高电位悬浮工作隔离措施，由于恒流特性，保证了每个隔离变压器多路输出电平一致性，在其中一路整流输出直流母线上并联一个稳压二极管，其有效将同一隔离变压器输出的电压限制到每一最大值，同时采用一个三端集成稳压器稳压，得到一个+5V电压，然后直接在+5V上接一个电位器，调节该电位，即可调节同一隔离变压器的各路输出电压，进而简单可靠的实现了本发明目的隔离型多路输出电源以及电压调节与限制。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为隔离型多路输出电源电路示意图；

图2为隔离型多路输出电源电路高压脉冲电源中电路连接位置示图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明是一种隔离型多路输出电源以及电压调节与限制电路，用其实现高电位悬浮隔离多路输出电源的同时，保证所有隔离输出路的电压最大值限定到一定值，以及通过调节电位器，可使所有路输出电压一致，为固态开关通断一致性提供了可靠条件，电路简单可靠，在减小了隔离变压器体积的同时降低生产成本。

如图1所示，隔离型多路输出电源电路主要由脉冲恒流源、N个多路输出隔离变压器、隔离变器输出整流与滤波电路、电压限制稳压管以及由电位器组成的电压调节电路构成。

脉冲恒流源的脉冲电流由Ip+端输出，经单一导线通过隔离变压器1(T1)、隔离变压器2(T2)、以及隔离变压器N(T3)，分别由Iin进，Iout出，再由脉冲恒流源的Ip-端返回脉冲恒流源，该脉冲电流，可由脉冲恒流内部闭环调节。

隔离变压器1输出1脚与2脚为一组电压，其经由桥堆VA1整流后，再由电容CA1滤波得到所需直流电压DC_A1，隔离变压器1输出3脚与4脚为一组电压，其经由桥堆VA2整流后，再由电容CA2滤波得到所需直流电压DC_A2。

隔离变压器1输出5脚与6脚为一组电压，其经由桥堆VA3整流后，再由电容CA3滤波得到所需直流电压DC_A3，在CA3并联一个稳压管VA4，其可以DC_A1、DC_A2、DC_A3限制到某一最大值，直流电压DC_A3输出端DC_A3+经三端集成稳压管NA1稳压后得到+5V电压输出，然后在+5V电压输出端与DC_A3-输出之间按附图1方式接入一个电位器RPA1，利用RPA1可对DC_A1、DC_A2、DC_A3实现同步调节。

同理隔离变压器2输出1脚与2脚为一组电压，其经由桥堆VB1整流后，再由电容CB1滤波得到所需直流电压DC_B1，隔离变压器2输出3脚与4脚为一组电压，其经由桥堆VB2整流后，再由电容CB2滤波得到所需直流电压DC_B2。

隔离变压器2输出5脚与6脚为一组电压，其经由桥堆VB3整流后，再由电容CB3滤波得到所需直流电压DC_B3，在CB3并联一个稳压管VB4，其可以DC_B1、DC_B2、DC_B3限制到某一最大值，直流电压DC_B3输出端DC_B3+经三端集成稳压管NB1稳压后得到+5VB电压输出，然后在+5VB电压输出端与DC_B3-输出之间按附图1方式接入一个电位器RPB1，利用RPB1可对DC_B1、DC_B2、DC_B3实现同步调节。

同理隔离变压器N输出1脚与2脚为一组电压，其经由桥堆VN1整流后，再由电容CN1滤波得到所需直流电压DC_N1，隔离变压器2输出3脚与4脚为一组电压，其经由桥堆VN2整流后，再由电容CN2滤波得到所需直流电压DC_N2，隔离变压器2输出5脚与6脚为一组电压，其经由桥堆VN3整流后，再由电容CN3滤波得到所需直流电压DC_N3，在CN3并联一个稳压管VN4，其可以DC_N1、DC_N2、DC_N3限制到某一最大值，直流电压DC_N3输出端DC_N3+经三端集成稳压管NN1稳压后得到+5VN电压输出，然后在+5VN电压输出端与DC_N3-输出之间按附图1方式接入一个电位器RPN1，利用RPN1可对DC_N1、DC_N2、DC_N3实现同步调节。进而便形成了隔离型多路输出电源以及电压调节与限制。

隔离型多路输出电源可以构成多路电源，驱动电源1(包括DC_A1+与DC_A1-、DC_A2+与DC_A2-、DC_A3+与DC_A3-，以及+5V)为图2中固态开关管S1(MOSFET模块)提供辅助供电；驱动电源2(包括DC_B1+与DC_B1-、DC_B2+与DC_B2-、DC_B3+与DC_B3-，以及+5VB)为图2中固态开关管S2(MOSFET模块)提供辅助供电；以此类推，驱动电源N(包括DC_N1+与DC_N1-、DC_N2+与DC_N2-、DC_N3+与DC_N3-，以及+5VN)为图2中固态开关管SN(MOSFET模块)提供辅助供电。

基于上述电路结构，本发明隔离型多路输出电源以及电压调节与限制有效地解决了系统的高压隔离以及多路输出电压不一致不独立调以等问题，并且优化了电源的体积和重量，降低了成本，满足高压固态调制器与高压固态脉冲电源系统小型化的发展需求，此外，电路简单可靠，使用简单的元器件构成了隔离多路输出电源的电压限制与调节，避免了复杂调节电路带来的干扰问题，同时因隔离变器输出电压可限可调，降低了对隔离变压器的设计与制作要求。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。