专利名称：具智能控制程序的高压发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于PIC单片机的高压发生器，具体是指具智能控制程序的
高压发生器。
背景技术：
目前市场上使用的高压发生器大多为采用模拟电路设计的，这种高压发生器一般 会出现如输出电压的稳定性差、当负载开路或短路时难以实现故障自我诊断和自我保护、 独立使用时难以实现工作状态显示等的弊端，使用极其不便。因此本申请人潜心研究，终于 开发出如下新的本实用新型，实现稳定性高且具有智能控制电路工作状态的高压发生器。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种稳定性好、当负载开路或短路时可实现故障自我 诊断和自我保护、独立使用时可以实现工作状态显示的具智能控制程序的高压发生器。 为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是 —种具智能控制程序的高压发生器，主要由PIC单片机主控芯片、工作状态LED显 示电路、采样电路、高压整流倍压电路、电源电压稳压调整电路、及隔离缓冲放大电路、大功 率场效应晶体管组成，电源电压稳压调整电路为提供电源及电压，所述的PIC单片机主控 芯片其为采用精简计算机指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其内部含有程序存储 器、数据存储器、A/D转换部件、CCP部件、串行通信接口部件。所述的程序存储器是一个最大可寻址4KX14的FLASH闪存，FLASH可经受100， 000
次写操作，并且可以在应用电路上进行串行编程。 CCP部件可以通过软件设置为脉宽调制P丽工作方式。 所述的电源电压稳压调整电路设有三端可调节输出正电压稳压器，输出电压范围 1. 2 37V，输出电流^ 1. 5A。 所述的大功率场效应晶体管为N沟道M0S场效应管IRF740，反压VbeO = 400V，电 流Icm = IOA，功率Pcm = 125W。 所述的高压整流倍压电路中设有高频变压器。 采用上述方案后，本实用新型在完成将市电转换为6 8KV直流高压的稳定输出 的同时兼具以下附加功能 1、当负载发生短路故障时，自动关断高压输出，并且由红色LED发出快速(约3次 /秒)闪烁的故障提示； 2、当负载发生开路故障时，自动关断高压输出，并且由红色LED发出慢速(约l次 /秒)闪烁的故障提示； 3、自动关断高压输出后，间隔3-5秒，高压输出由低向高逐渐增加；同时启动故障
自我诊断功能，若故障依然存在，再次关断高压输出；如此循环，实现"打嗝"保护； 4、若高压发生器工作正常，由绿色LED发出常亮提示。同时有一路带有限流电阻的5V电压信号输出，可以作为工作状态输出信号； 5、当负载(高压电场)出现短路打火产生强电磁干扰时，单片机自动复位，终止打 火； 6、本系统采用低工作电压设计方案，因此可以通过改变外接的工频变压器实现 220V和110V市电通用。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明
图1为本实用新型结构电路工作原理图； 图2为本实用新型程序流程图。
图号说明 1PIC单片机主控芯片 2工作状态LED显示电路 3采样电路 4高压整流倍压电路 5、7电源电压稳压调整电路 6P丽隔离缓冲放大电路8大功率场效应晶体管具体实施方式具智能控制程序的高压发生器，其是利用主控芯片完善的技术功能，有效的实现 了高压发生器电路的智能程序控制，在完成将市电转换为6 8KV直流高压的稳定输出。如 图1所示，本实用新型主要由PIC单片机主控芯片1、工作状态LED显示电路2、采样电路3、 高压整流倍压电路4、电源电压稳压调整电路5、7、及P丽隔离缓冲放大电路6、大功率场效 应晶体管8组成。所述的PIC单片机主控芯片1其选用PIC16F73B，是一种哈佛双总线和两 级指令流水线结构的采用精简计算机指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器。该PIC单 片机主控芯片1特点是高速度、低电压、低功耗，片内含有程序存储器、数据存储器、A/D转 换部件、CCP部件、串行通信接口部件等。程序存储器是一个最大可寻址4KX14的FLASH闪 存，FLASH可经受100， 000次写操作，并且可以在应用电路上进行串行编程。CCP部件可以 通过软件设置为脉宽调制P丽工作方式。如图1所示，JZ2是工作状态输出信号接口。 JZ4 是在线串行编程接口 ，通过它可以随时将程序写入单片机。 所述的电源电压稳压调整电路7中LM317是三端可调节输出正电压稳压器。其输 出电压范围1.2 37V，输出电流^ 1.5A。本实用新型中，220V或10V市电经工频变压器降 压后加至JZ1端子，再经D1、D2、D3、D4J及Cl整流滤波后到LM317输入端。通过调节多圈 电位器VR1调整LM317的稳压输出，为高压发生器提供主工作电源。稳压输出的大小决定 着输出高压的大小。稳压输出可以用如下公式计算得出Vout= 1.25[1+(R2+VR1)/R1]。 所述的电源电压稳压调整电路5中78L05三端低电流正电压稳压器组成，其是PIC 单片机主控芯片1的供电电路。其外围电路的作用是在单片机因某种原因出现电压电流异 常时引起供电电压跌落，继而引起单片机复位。 所述的大功率场效应晶体管8选用N沟道MOS场效应管IRF740，其极限参数有较 大的富余量，反压VbeO = 400V，电流Icm = IOA，功率Pcm = 125W。 所述的高压整流倍压电路4中高频变压器采用EC28型高频瓷芯自行设计而成。高频变压器副绕组4-5的输出经整流滤波后提供一路采样信号。副绕组7-8的输出经高压瓷 片电容C14、C15、C16、C17和高压硅堆D8、D9、D10、D11组成的倍压电路产生直流高压。R25 是高压玻璃铀电阻，它与R14、R24分压后提供另一路采样信号，断电时R25提供高压泻放回 路。 当电路加电工作时，主控芯片PIC单片机主控芯片1输出脉冲信号，该脉冲信号经 过P丽隔离缓冲放大电路6缓冲放大后驱动大功率场效应晶体管8进行电流放大，再通过 高压整流倍压电路4升压产生直流高压。上述的工作状态LED显示电路2的LED灯分为绿 色和红色两种显示颜色，LED1是正常工作状态显示绿色，LED2故障显示，为红色，用于判断 电路的工作状态。 本实用新型的具体工作原理配合图1、图2所示当电路加电工作时，PIC单片机 主控芯片1输出55KHz的P丽(脉宽调制)脉冲信号，该脉冲信号经过P丽隔离缓冲放大电 路6缓冲放大后驱动大功率场效应管8进行电流放大，再通过高压整流倍压电路4中的高 频变压器升压产生直流高压。其中，脉冲宽度是从零开始逐渐增加的，所以输出电压也是随 之逐渐增加的。与此同时经两路采样电路3输出采样信号送至单片机的1/0(输入/输出) 端口 RAl和RA3，单片机对采样信号进行A/D(模拟/数字)转换、检测和判断。若采样信号 数据正常，单片机RCO 口输出高电位，工作状态LED显示电路2驱动绿色LED发出正常工作 状态提示。当判断有故障发生时PIC单片机主控芯片l会在脉冲宽度逐渐增加的过程中停 止P丽脉冲信号输出，即关断高压输出；同时单片机RC1 口输出故障提示信号驱动红色LED 显示。 以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域 的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因 此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求一种具智能控制程序的高压发生器，其特征在于主要由PIC单片机主控芯片、工作状态LED显示电路、采样电路、高压整流倍压电路、电源电压稳压调整电路、及隔离缓冲放大电路、大功率场效应晶体管组成，电源电压稳压调整电路为提供电源及电压，所述的PIC单片机主控芯片其为采用精简计算机指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其内部含有程序存储器、数据存储器、A/D转换部件、CCP部件、串行通信接口部件。
2. 如权利要求1所述的具智能控制程序的高压发生器，其特征在于所述的程序存储 器是一个最大可寻址4KX14的FLASH闪存，FLASH可经受100， 000次写操作，并且可以在应 用电路上进行串行编程。
3. 如权利要求l所述的具智能控制程序的高压发生器，其特征在于CCP部件可以通过 软件设置为脉宽调制P丽工作方式。
4. 如权利要求1所述的具智能控制程序的高压发生器，其特征在于所述的电源电 压稳压调整电路设有三端可调节输出正电压稳压器，输出电压范围1.2 37V，输出电流 > 1. 5A。
5. 如权利要求1所述的具智能控制程序的高压发生器，其特征在于所述的大功率场 效应晶体管为N沟道MOS场效应管IRF740，反压Vbe0 = 400V，电流Icm = 10A，功率Pcm = 125W。
6. 如权利要求1所述的具智能控制程序的高压发生器，其特征在于所述的高压整流 倍压电路中设有高频变压器。
专利摘要本实用新型公开了一种具智能控制程序的高压发生器，主要由PIC单片机主控芯片、工作状态LED显示电路、采样电路、高压整流倍压电路、电源电压稳压调整电路、及隔离缓冲放大电路、大功率场效应晶体管组成，电源电压稳压调整电路为提供电源及电压，所述的PIC单片机主控芯片其为采用精简计算机指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其内部含有程序存储器、数据存储器、A/D转换部件、CCP部件、串行通信接口部件。本实用新型利用主控芯片完善的技术功能，有效的实现了高压发生器电路的智能程序控制，稳定性好。
文档编号G01R31/02GK201509185SQ20092017318
公开日2010年6月16日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者朴忠浩, 李岳山, 顾东 申请人:北京赛多科贸有限公司