專利名稱：具智能控制程序的高壓發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于PIC單片機(jī)的高壓發(fā)生器，具體是指具智能控制程序的
高壓發(fā)生器。
背景技術(shù)：
目前市場上使用的高壓發(fā)生器大多為采用模擬電路設(shè)計的，這種高壓發(fā)生器一般 會出現(xiàn)如輸出電壓的穩(wěn)定性差、當(dāng)負(fù)載開路或短路時難以實(shí)現(xiàn)故障自我診斷和自我保護(hù)、 獨(dú)立使用時難以實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)顯示等的弊端，使用極其不便。因此本申請人潛心研究，終于 開發(fā)出如下新的本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性高且具有智能控制電路工作狀態(tài)的高壓發(fā)生器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種穩(wěn)定性好、當(dāng)負(fù)載開路或短路時可實(shí)現(xiàn)故障自我 診斷和自我保護(hù)、獨(dú)立使用時可以實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)顯示的具智能控制程序的高壓發(fā)生器。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 —種具智能控制程序的高壓發(fā)生器，主要由PIC單片機(jī)主控芯片、工作狀態(tài)LED顯 示電路、采樣電路、高壓整流倍壓電路、電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路、及隔離緩沖放大電路、大功 率場效應(yīng)晶體管組成，電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路為提供電源及電壓，所述的PIC單片機(jī)主控 芯片其為采用精簡計算機(jī)指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其內(nèi)部含有程序存儲 器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn)換部件、CCP部件、串行通信接口部件。所述的程序存儲器是一個最大可尋址4KX14的FLASH閃存，F(xiàn)LASH可經(jīng)受100， 000
次寫操作，并且可以在應(yīng)用電路上進(jìn)行串行編程。 CCP部件可以通過軟件設(shè)置為脈寬調(diào)制P麗工作方式。 所述的電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路設(shè)有三端可調(diào)節(jié)輸出正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍 1. 2 37V，輸出電流^ 1. 5A。 所述的大功率場效應(yīng)晶體管為N溝道M0S場效應(yīng)管IRF740，反壓VbeO = 400V，電 流Icm = IOA，功率Pcm = 125W。 所述的高壓整流倍壓電路中設(shè)有高頻變壓器。 采用上述方案后，本實(shí)用新型在完成將市電轉(zhuǎn)換為6 8KV直流高壓的穩(wěn)定輸出 的同時兼具以下附加功能 1、當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路故障時，自動關(guān)斷高壓輸出，并且由紅色LED發(fā)出快速(約3次 /秒)閃爍的故障提示； 2、當(dāng)負(fù)載發(fā)生開路故障時，自動關(guān)斷高壓輸出，并且由紅色LED發(fā)出慢速(約l次 /秒)閃爍的故障提示； 3、自動關(guān)斷高壓輸出后，間隔3-5秒，高壓輸出由低向高逐漸增加；同時啟動故障
自我診斷功能，若故障依然存在，再次關(guān)斷高壓輸出；如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)"打嗝"保護(hù)； 4、若高壓發(fā)生器工作正常，由綠色LED發(fā)出常亮提示。同時有一路帶有限流電阻的5V電壓信號輸出，可以作為工作狀態(tài)輸出信號； 5、當(dāng)負(fù)載(高壓電場)出現(xiàn)短路打火產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾時，單片機(jī)自動復(fù)位，終止打 火； 6、本系統(tǒng)采用低工作電壓設(shè)計方案，因此可以通過改變外接的工頻變壓器實(shí)現(xiàn) 220V和110V市電通用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)電路工作原理圖； 圖2為本實(shí)用新型程序流程圖。
圖號說明 1PIC單片機(jī)主控芯片 2工作狀態(tài)LED顯示電路 3采樣電路 4高壓整流倍壓電路 5、7電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路 6P麗隔離緩沖放大電路8大功率場效應(yīng)晶體管具體實(shí)施方式具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其是利用主控芯片完善的技術(shù)功能，有效的實(shí)現(xiàn) 了高壓發(fā)生器電路的智能程序控制，在完成將市電轉(zhuǎn)換為6 8KV直流高壓的穩(wěn)定輸出。如 圖1所示，本實(shí)用新型主要由PIC單片機(jī)主控芯片1、工作狀態(tài)LED顯示電路2、采樣電路3、 高壓整流倍壓電路4、電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路5、7、及P麗隔離緩沖放大電路6、大功率場效 應(yīng)晶體管8組成。所述的PIC單片機(jī)主控芯片1其選用PIC16F73B，是一種哈佛雙總線和兩 級指令流水線結(jié)構(gòu)的采用精簡計算機(jī)指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器。該P(yáng)IC單 片機(jī)主控芯片1特點(diǎn)是高速度、低電壓、低功耗，片內(nèi)含有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn) 換部件、CCP部件、串行通信接口部件等。程序存儲器是一個最大可尋址4KX14的FLASH閃 存，F(xiàn)LASH可經(jīng)受100， 000次寫操作，并且可以在應(yīng)用電路上進(jìn)行串行編程。CCP部件可以 通過軟件設(shè)置為脈寬調(diào)制P麗工作方式。如圖1所示，JZ2是工作狀態(tài)輸出信號接口。 JZ4 是在線串行編程接口 ，通過它可以隨時將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。 所述的電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路7中LM317是三端可調(diào)節(jié)輸出正電壓穩(wěn)壓器。其輸 出電壓范圍1.2 37V，輸出電流^ 1.5A。本實(shí)用新型中，220V或10V市電經(jīng)工頻變壓器降 壓后加至JZ1端子，再經(jīng)D1、D2、D3、D4J及Cl整流濾波后到LM317輸入端。通過調(diào)節(jié)多圈 電位器VR1調(diào)整LM317的穩(wěn)壓輸出，為高壓發(fā)生器提供主工作電源。穩(wěn)壓輸出的大小決定 著輸出高壓的大小。穩(wěn)壓輸出可以用如下公式計算得出Vout= 1.25[1+(R2+VR1)/R1]。 所述的電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路5中78L05三端低電流正電壓穩(wěn)壓器組成，其是PIC 單片機(jī)主控芯片1的供電電路。其外圍電路的作用是在單片機(jī)因某種原因出現(xiàn)電壓電流異 常時引起供電電壓跌落，繼而引起單片機(jī)復(fù)位。 所述的大功率場效應(yīng)晶體管8選用N溝道MOS場效應(yīng)管IRF740，其極限參數(shù)有較 大的富余量，反壓VbeO = 400V，電流Icm = IOA，功率Pcm = 125W。 所述的高壓整流倍壓電路4中高頻變壓器采用EC28型高頻瓷芯自行設(shè)計而成。高頻變壓器副繞組4-5的輸出經(jīng)整流濾波后提供一路采樣信號。副繞組7-8的輸出經(jīng)高壓瓷 片電容C14、C15、C16、C17和高壓硅堆D8、D9、D10、D11組成的倍壓電路產(chǎn)生直流高壓。R25 是高壓玻璃鈾電阻，它與R14、R24分壓后提供另一路采樣信號，斷電時R25提供高壓瀉放回 路。 當(dāng)電路加電工作時，主控芯片PIC單片機(jī)主控芯片1輸出脈沖信號，該脈沖信號經(jīng) 過P麗隔離緩沖放大電路6緩沖放大后驅(qū)動大功率場效應(yīng)晶體管8進(jìn)行電流放大，再通過 高壓整流倍壓電路4升壓產(chǎn)生直流高壓。上述的工作狀態(tài)LED顯示電路2的LED燈分為綠 色和紅色兩種顯示顏色，LED1是正常工作狀態(tài)顯示綠色，LED2故障顯示，為紅色，用于判斷 電路的工作狀態(tài)。 本實(shí)用新型的具體工作原理配合圖1、圖2所示當(dāng)電路加電工作時，PIC單片機(jī) 主控芯片1輸出55KHz的P麗(脈寬調(diào)制)脈沖信號，該脈沖信號經(jīng)過P麗隔離緩沖放大電 路6緩沖放大后驅(qū)動大功率場效應(yīng)管8進(jìn)行電流放大，再通過高壓整流倍壓電路4中的高 頻變壓器升壓產(chǎn)生直流高壓。其中，脈沖寬度是從零開始逐漸增加的，所以輸出電壓也是隨 之逐漸增加的。與此同時經(jīng)兩路采樣電路3輸出采樣信號送至單片機(jī)的1/0(輸入/輸出) 端口 RAl和RA3，單片機(jī)對采樣信號進(jìn)行A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換、檢測和判斷。若采樣信號 數(shù)據(jù)正常，單片機(jī)RCO 口輸出高電位，工作狀態(tài)LED顯示電路2驅(qū)動綠色LED發(fā)出正常工作 狀態(tài)提示。當(dāng)判斷有故障發(fā)生時PIC單片機(jī)主控芯片l會在脈沖寬度逐漸增加的過程中停 止P麗脈沖信號輸出，即關(guān)斷高壓輸出；同時單片機(jī)RC1 口輸出故障提示信號驅(qū)動紅色LED 顯示。 以上實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因 此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求一種具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于主要由PIC單片機(jī)主控芯片、工作狀態(tài)LED顯示電路、采樣電路、高壓整流倍壓電路、電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路、及隔離緩沖放大電路、大功率場效應(yīng)晶體管組成，電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路為提供電源及電壓，所述的PIC單片機(jī)主控芯片其為采用精簡計算機(jī)指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其內(nèi)部含有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn)換部件、CCP部件、串行通信接口部件。
2. 如權(quán)利要求1所述的具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于所述的程序存儲 器是一個最大可尋址4KX14的FLASH閃存，F(xiàn)LASH可經(jīng)受100， 000次寫操作，并且可以在應(yīng) 用電路上進(jìn)行串行編程。
3. 如權(quán)利要求l所述的具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于CCP部件可以通過 軟件設(shè)置為脈寬調(diào)制P麗工作方式。
4. 如權(quán)利要求1所述的具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于所述的電源電 壓穩(wěn)壓調(diào)整電路設(shè)有三端可調(diào)節(jié)輸出正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍1.2 37V，輸出電流 > 1. 5A。
5. 如權(quán)利要求1所述的具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于所述的大功率場 效應(yīng)晶體管為N溝道MOS場效應(yīng)管IRF740，反壓Vbe0 = 400V，電流Icm = 10A，功率Pcm = 125W。
6. 如權(quán)利要求1所述的具智能控制程序的高壓發(fā)生器，其特征在于所述的高壓整流 倍壓電路中設(shè)有高頻變壓器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具智能控制程序的高壓發(fā)生器，主要由PIC單片機(jī)主控芯片、工作狀態(tài)LED顯示電路、采樣電路、高壓整流倍壓電路、電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路、及隔離緩沖放大電路、大功率場效應(yīng)晶體管組成，電源電壓穩(wěn)壓調(diào)整電路為提供電源及電壓，所述的PIC單片機(jī)主控芯片其為采用精簡計算機(jī)指令集RISC的高性能8位嵌入式微控制器，其內(nèi)部含有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、A/D轉(zhuǎn)換部件、CCP部件、串行通信接口部件。本實(shí)用新型利用主控芯片完善的技術(shù)功能，有效的實(shí)現(xiàn)了高壓發(fā)生器電路的智能程序控制，穩(wěn)定性好。
文檔編號G01R31/02GK201509185SQ20092017318
公開日2010年6月16日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者樸忠浩, 李岳山, 顧東 申請人:北京賽多科貿(mào)有限公司