專利名稱：基于555定時器控制的高壓脈沖電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓脈沖電源，特別是涉及一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源。
背景技術(shù)：
在食品行業(yè)中，各種液態(tài)食品的保鮮問題是困擾行業(yè)發(fā)展的難題，其中以高蛋白含量的奶制品的滅菌最為嚴重，如豆奶、牛奶、酸奶等。采用傳統(tǒng)的巴氏滅菌方法，條件溫和但滅菌不徹底，而且會損害食品的風味及營養(yǎng)。脈沖電場滅菌技術(shù)是將待滅菌液態(tài)物料采用泵送等方式流經(jīng)設(shè)置有高強脈沖電場的處理器，微生物在極短時間內(nèi)受強電場力作用后，細菌結(jié)構(gòu)破壞，菌體死亡。該技術(shù)具有滅菌效果好，殺菌時間短、殺菌溫度低、能耗小、對環(huán)境無污染等獨到優(yōu)點。脈沖形成網(wǎng)絡(luò)由高壓脈沖發(fā)生器和處理室組成，通過不同的負載匹配，可以產(chǎn)生不同的殺菌脈沖波形，目前較為普遍的有指數(shù)波和方波。其中以陡前沿、窄脈沖(<10us)的方波對液體殺菌的效果較好。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，一些新型的半導體開關(guān)被逐漸應用到脈沖功率技術(shù)中，絕緣柵極雙晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor—IGBT)就是其中一種。IGBT是一種電壓驅(qū)動型功率半導體器件，具有驅(qū)動方式簡單，開關(guān)速度快，電壓、電流容量高等優(yōu)點。但是在電壓高達數(shù)千至數(shù)十千伏的脈沖功率技術(shù)應用中，即使是目前電壓等級最高的6500V IGBT也無法滿足，因此需將IGBT串聯(lián)連接，以滿足不同高壓設(shè)備的需要。EXB系列模塊是日本富士公司開發(fā)的針對IGBT的專用混合集成驅(qū)動電路，有高速型和標準型兩種，其中高速型的驅(qū)動信號延遲最大為1.5us。內(nèi)部有2500V高隔離電壓的光耦合器，有過流保護電路和過流保護信號輸出端子，同時采用單電源供電模式，使用方便。EXB841可大大簡化IGBT驅(qū)動和保護電路的設(shè)計，同時也提高了可靠性。555集成定時器是美國Signetics公司于1972年研制的用于取代機械式定時器的雙極型中規(guī)模集成電路。外接適當?shù)碾娮?、電容能方便地?gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等，應用十分廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源發(fā)生電路,該電路能夠以較簡單的方式產(chǎn)生頻率和脈寬均可調(diào)的PWM信號，實現(xiàn)對64個相互串聯(lián)的IGBT的控制，最后廣生40kV左右、頻率和脈寬均可調(diào)的單極性聞壓脈沖，應用于液體食品殺菌能夠滿足非熱殺菌的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明包括高壓直流電源、儲能電容、555定時器電路、PWM放大電路、16路IGBT驅(qū)動電路、64個串聯(lián)的IGBT電路、64個IGBT緩沖電路、64個故障檢測電路和故障反饋電路；高壓直流電源與儲能電容并聯(lián)；高壓直流電源的正極與64個串聯(lián)的IGBT電路中的第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，前一個IGBT的發(fā)射極與后一個IGBT的集電極相連，第64個IGBT的發(fā)射極與負載的一端相連，負載的另一端接到高壓直流電源的負極；555定時器電路輸出的脈沖信號通過PWM放大電路后，與16路IGBT驅(qū)動電路相連；每路IGBT驅(qū)動電路與各自4個串聯(lián)的IGBT電路、各自4個故障檢測電路相連；每個IGBT器件都設(shè)有IGBT緩沖電路；16路IGBT驅(qū)動電路與64個串聯(lián)的IGBT電路、64個故障檢測電路相連，64個故障檢測電路與故障反饋電路相連，故障反饋電路的輸出與555定時器電路的輸出端相連。所述的555定時器電路由兩個型號均為NE555N的定時器Ul、U2組成，定時器Ul工作在多諧振蕩狀態(tài)，并將輸出電壓作為定時器U2的低電平觸發(fā)信號，使定時器U2構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，通過調(diào)節(jié)電阻Rl、R3的阻值，定時器U2的3腳輸出頻率和占空比都可調(diào)的窄脈沖信號Uo。所述的PWM放大電路由三級放大電路組成；第一級放大電路由型號為TLP250的光耦U4完成，555定時器電路輸出的窄脈沖信號Uo通過一個與門芯片U3后輸出的PWM信號經(jīng)電阻R4與光耦U4的2腳相連，光耦U4的6腳輸出第一級放大后的PWM信號；第二級放大電路由兩個型號均為TLP250的光耦U5、光耦U6組成，光耦U4的6腳經(jīng)電阻R5與光耦U5的2腳相連，光耦U5的3腳與光耦U6的2腳相連，光耦U6的3腳與光耦U4的5腳相連；通過第二級放大電路后有兩個PWM信號輸出，分別由光耦U5的6腳和光耦U6的6腳輸出；第三級放大電路由16個型號均為TLP250的光耦U7、光耦U8至光耦U22組成；光耦U5的6腳經(jīng)電阻R6與光耦U7的2腳相連，光耦U7的3腳與光耦U8的2腳相連，前一個光耦的
3腳與后一個光稱的2腳相連,光稱U14的3腳與光稱U5的5腳相連；光稱U6的6腳經(jīng)電阻R7與光耦U15的2腳相連，光耦U15的3腳與光耦U16的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U22的3腳與光耦U6的5腳相連；通過第三級放大電路后輸出16路相互獨立的PWM信號，分別為PWM1、PWM2至PWM16，分別由光耦U7、光耦U8至光耦U22的6腳輸出。所述的16路IGBT驅(qū)動電路由16路相互獨立的IGBT驅(qū)動電路組成，輸入信號分別為PWM1、PWM2至PWM16 ；16路相互獨立的IGBT驅(qū)動電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)，每路驅(qū)動電路用來驅(qū)動各自4個相互串聯(lián)的IGBT ;第一路驅(qū)動電路由型號均為EXB841的4個驅(qū)動芯片U24、U26、U28、U30及其外圍電路組成，由PWMl信號控制；PWM1信號經(jīng)電阻R9與驅(qū)動芯片U24的15腳相連，驅(qū)動芯片U24的14腳與驅(qū)動芯片U26的15腳相連，驅(qū)動芯片U26的14腳與驅(qū)動芯片U28的15腳相連，驅(qū)動芯片U28的14腳與驅(qū)動芯片U30的15腳相連，驅(qū)動芯片U30的14腳與光耦U7的5腳相連；每個驅(qū)動芯片EXB841都有三個輸出端，第一個輸出端是芯片的6腳，通過過流檢測電路與相應IGBT的集電極相連，第二個輸出端是芯片的3腳，通過柵極保護電路與相應IGBT的柵極相連，第三個輸出是芯片的I腳，與相應IGBT的發(fā)射極相連。所述的64個故障檢測電路和故障反饋電路，作為IGBT的保護電路；其中64個故障檢測電路由64個型號均為6N137的光耦組成；驅(qū)動芯片EXB841的故障檢測端5腳與相應的光耦6N137的3腳相連，檢測到的信號由光耦6N137的6腳輸出；故障反饋電路由11個型號均為74HC21的與門芯片U31、U32至U41和型號為74HC08的與門芯片U3組成；64個光耦6N137的6腳輸出的信號分別作為8個與門芯片U31，U32至U38的輸入信號，8個與門芯片U31、U32至U38的輸出信號分別作為兩個與門芯片U39、U40的輸入信號，兩個與門芯片U39、U40的輸出信號作為與門芯片U41其中一個與門電路的輸入信號，與門芯片U41的輸出信號和555定時器U2輸出的脈沖信號Uo分別作為與門芯片U3的輸入信號。本發(fā)明具有的有益效果是:
1、利用555定時器作為本電路的控制器，具有成本低，電路簡單，工作可靠的優(yōu)點。2、利用兩個555定時器分別工作在多諧振蕩狀態(tài)和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)狀態(tài)，可以輸出頻率和占空比均可調(diào)的PWM信號，以此實現(xiàn)對IGBT通斷過程中脈寬和頻率的調(diào)節(jié)。3、采用多個TLP250組成的三級放大電路來放大PWM控制信號，能使放大后的PWM控制信號保持較好的同步性。4、故障檢測電路能實時采集各個IGBT的過壓、過流信號，并通過故障反饋電路快速反饋回PWM放大電路的輸入端，一旦出現(xiàn)故障，16路PWM輸出信號都將中斷，關(guān)斷所有的IGBT,以保護系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的555定時器電路圖。圖3是本發(fā)明的PWM放大電路圖。圖4是本發(fā)明的第一路的IGBT驅(qū)動電路、IGBT串聯(lián)電路、IGBT緩沖電路和故障檢測電路圖。圖5是本發(fā)明的故障反饋電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明包括高壓直流電源、儲能電容、555定時器電路、PWM放大電路、16路IGBT驅(qū)動電路、64個串聯(lián)的IGBT電路、64個IGBT緩沖電路、64個故障檢測電路和故障反饋電路；高壓直流電源與儲能電容并聯(lián)；高壓直流電源的正極與64個串聯(lián)的IGBT電路中的第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，前一個IGBT的發(fā)射極與后一個IGBT的集電極相連，第64個IGBT的發(fā)射極與負載的一端相連，負載的另一端接到高壓直流電源的負極；555定時器電路輸出的脈沖信號通過PWM放大電路后，與16路IGBT驅(qū)動電路相連；每路IGBT驅(qū)動電路與各自4個串聯(lián)的IGBT電路、各自4個故障檢測電路相連；每個IGBT器件都設(shè)有IGBT緩沖電路；16路IGBT驅(qū)動電路與64個串聯(lián)的IGBT電路、64個故障檢測電路相連，64個故障檢測電路與故障反饋電路相連，故障反饋電路的輸出與555定時器電路的輸出端相連。如圖2所示，555定時器電路由兩個型號均為NE555N的定時器Ul、U2組成，定時器Ul工作在多諧振蕩狀態(tài)，并將輸出電壓作為定時器U2的低電平觸發(fā)信號，使定時器U2構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，通過調(diào)節(jié)電阻Rl、R3的阻值，定時器U2的3腳輸出頻率和占空比都可調(diào)的窄脈沖信號Uo。如圖2所示，第一個NE555N定時器Ul工作在多諧振蕩狀態(tài)，輸出周期性的矩形脈沖。矩形脈沖的頻率fl大小為1.43/((Rl+2R2)C2)，脈沖寬度為tl=0.7* (R1+R2) *C2。定時器Ul的3腳輸出的矩形脈沖作為第二個NE555N定時器U2的低電平觸發(fā)信號，使U2構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，U2的3腳輸出周期性的窄脈沖信號Uo，脈沖信號Uo的頻率f2與Π相等，脈沖寬度為t2=l.1*R3*C4，通過調(diào)節(jié)電阻Rl的阻值，可調(diào)節(jié)脈沖信號Uo的頻率，調(diào)節(jié)電阻R3的阻值，可調(diào)節(jié)脈沖信號Uo的脈沖寬度。如圖3所示，PWM放大電路由三級放大電路組成；第一級放大電路由型號為TLP250的光耦U4完成，555定時器電路輸出的窄脈沖信號Uo通過一個與門芯片U3后輸出的PWM信號經(jīng)電阻R4與光稱U4的2腳相連,光稱U4的6腳輸出第一級放大后的PWM信號；第二級放大電路由兩個型號均為TLP250的光耦U5、光耦U6組成，光耦U4的6腳經(jīng)電阻R5與光耦U5的2腳相連，光耦U5的3腳與光耦U6的2腳相連，光耦U6的3腳與光耦U4的5腳相連；通過第二級放大電路后有兩個PWM信號輸出，分別由光耦U5的6腳和光耦U6的6腳輸出；第三級放大電路由16個型號均為TLP250的光耦U7、光耦U8至光耦U22組成；光耦U5的6腳經(jīng)電阻R6與光耦U7的2腳相連，光耦U7的3腳與光耦U8的2腳相連，前一個光率禹的3腳與后一個光稱的2腳相連,光稱U14的3腳與光稱U5的5腳相連；光稱U6的6腳經(jīng)電阻R7與光耦U15的2腳相連，光耦U15的3腳與光耦U16的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U22的3腳與光耦U6的5腳相連；通過第三級放大電路后輸出16路相互獨立的PWM信號，分別為PWM1、PWM2至PWM16，分別由光耦U7、光耦U8至光耦U22的6腳輸出。如圖4所示，第一路的IGBT驅(qū)動電路由型號均為EXB841的4個驅(qū)動芯片U24、U26、U28、U30及其外圍電路組成，由PWMl信號控制；PWM1信號經(jīng)電阻R9與驅(qū)動芯片U24的15腳相連，驅(qū)動芯片U24的14腳與驅(qū)動芯片U26的15腳相連，驅(qū)動芯片U26的14腳與驅(qū)動芯片U28的15腳相連，驅(qū)動芯片U28的14腳與驅(qū)動芯片U30的15腳相連，驅(qū)動芯片U30的14腳與光耦U7的5腳相連；驅(qū)動芯片U24的5腳與型號為6N137的光耦U23的3腳相連，驅(qū)動芯片U24的6腳通過穩(wěn)壓二極管ZDl和快恢復二極管VD1、VD2組成的過流檢測電路與第一個IGBTQl的發(fā)射極相連，驅(qū)動芯片U24的3腳通過電阻Rl1、二極管VD3和電阻R12組成的柵極保護電路與IGBTQl的柵極相連，驅(qū)動芯片U24的I腳與IGBTQl的發(fā)射極相連。如圖4所示，柵極保護電路采用不對稱的開啟和關(guān)斷方法。在IGBT開通時，U24的3腳提供+15V的電壓，電阻Rll經(jīng)二極管VD3和R12并聯(lián)使柵極電阻值較小。關(guān)斷時，柵極電阻為R12，增大了柵極電阻阻值，可以增大關(guān)斷時間，減小過電壓。由穩(wěn)壓二極管ZD2、ZD3和電阻R13組成的柵壓限幅電路可保護IGBT免受外界干擾而引起的器件誤導通。U24的4腳和5腳間接一個可調(diào)電阻R7，可調(diào)節(jié)軟關(guān)斷時間。如圖4所不,故障信號由芯片EXB841的5腳輸出，作為型號為6N137的光f禹的輸入信號，與光耦的3腳相連，檢測到的信號由光耦的6腳輸出；當IGBT正常工作時，相應的驅(qū)動芯片EXB841的5腳輸出高電平，相應的光耦6N137截止，6腳輸出高電平，當IGBT出現(xiàn)故障時，相應的驅(qū)動芯片EXB841的5腳輸出低電平，相應的光耦工作，6腳輸出低電平；64個故障檢測電路輸出的信號Outl、0ut2至0ut64均由64個型號為6N137的光耦的6腳輸出。如圖5所示，故障反饋電路由11個型號均為74HC21的四輸入與門芯片U31、U32至U41和型號為74HC08的二輸入與門芯片U3組成；74HC21內(nèi)有兩個四輸入的與門電路，第一個與門電路的輸入端是芯片的I腳、2腳、4腳、5腳，輸出端是芯片的6腳，第二個與門電路的輸入端是芯片的9腳、10腳、12腳、13腳，輸出端是芯片的8腳；74HC08內(nèi)有四個二輸入的與門電路，第一個與門電路的輸入端是芯片的I腳、2腳，輸出端是芯片的3腳，第二個與門電路的輸入端是芯片的4腳、5腳，輸出端是芯片的6腳，第三個與門電路的輸入端是芯片的9腳、10腳，輸出端是芯片的8腳；第四個與門電路的輸入端是芯片的12腳、13腳，輸出端是芯片的11腳。如圖5所示，64個故障檢測電路輸出的信號0utl、0ut2至0ut64分別作為8個與門芯片U3LU32至U38的輸入信號，分別與每個芯片的I腳、2腳、4腳、5腳、9腳、10腳、12腳、13腳相連，與門芯片U31，U32至U38的6腳和8腳輸出的16個信號分別作為與門芯片U39和U40的輸入信號，與U39、U40的I腳、2腳、4腳、5腳、9腳、10腳、12腳、13腳相連，與門芯片U39、U40的6腳和8腳輸出的4個信號作為與門芯片U41其中一個與門電路的輸入信號，分別與U41的I腳、2腳、4腳、5腳相連，U41的6腳輸出的信號和555定時器U2的3腳輸出的脈沖信號Uo分別作為與門芯片U3的輸入信號，與U3的I腳、2腳相連。本發(fā)明的工作過程如下:
高壓直流電源輸出50kV的高壓電，經(jīng)過儲能電容儲能，其正極與64個串聯(lián)的IGBT電路中的第一個IGBT的集電極相連，64個串聯(lián)的IGBT在555定時器發(fā)出的PWM信號控制下同時開通和關(guān)斷，產(chǎn)生40kV左右、頻率和脈寬均可調(diào)的單極性高壓脈沖；高壓脈沖的正極由64個串聯(lián)的IGBT中的最后一個IGBT的發(fā)射極發(fā)出，高壓脈沖的負極由高壓直流電源的負極發(fā)出。555定時器電路發(fā)出幅值為5V，脈寬和頻率可調(diào)的PWM信號，此信號經(jīng)過由多個型號為TLP250的光耦構(gòu)成的PWM放大電路后，輸出16路相互獨立的PWM信號，分別用作為16路IGBT驅(qū)動電路的輸入信號，每路IGBT驅(qū)動電路由4個驅(qū)動芯片EXB841及其外圍電路組成，用于控制相應的4個相互串聯(lián)IGBT的通斷。64個IGBT的故障信號由驅(qū)動芯片EXB841的5腳輸出，作為光耦6N137的輸入信號；當IGBT正常工作時，相應的EXB841的5腳輸出高電平，相應的光耦不工作，光耦的6腳輸出高電平，當IGBT出現(xiàn)故障時，相應的EXB841的5腳輸出低電平，相應的光耦開始工作，光率禹的6腳輸出低電平。64個光I禹6N137的輸出通過故障反饋電路后輸出的信號OUT與定時器U2輸出的脈沖信號Uo經(jīng)過一個二輸入與門電路，當64個IGBT都正常工作時，OutU0ut2至0ut64均為高電平，故障反饋電路的輸出信號OUT —直為高電平，與定時器U2的輸出信號Uo通過與門電路后仍可輸出PWM信號，IGBT正常工作，負載兩端有40kV左右的高壓脈沖；當64個IGBT中至少有一個出現(xiàn)故障時，相應的光耦6N137輸出低電平，故障反饋電路輸出的信號OUT由高電平變?yōu)榈碗娖?，與定時器U2的輸出信號Uo通過與門電路后輸出低電平，此時無PWM信號輸出，16路驅(qū)動電路均無輸入信號，64個IGBT都處于關(guān)斷狀態(tài)，無高壓脈沖輸出。
權(quán)利要求
1.一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源，其特征在于:包括高壓直流電源、儲能電容、555定時器電路、PWM放大電路、16路IGBT驅(qū)動電路、64個串聯(lián)的IGBT電路、64個IGBT緩沖電路、64個故障檢測電路和故障反饋電路；高壓直流電源與儲能電容并聯(lián)；高壓直流電源的正極與64個串聯(lián)的IGBT電路中的第一個IGBT的集電極相連，第一個IGBT的發(fā)射極與第二個IGBT的集電極相連，前一個IGBT的發(fā)射極與后一個IGBT的集電極相連，第64個IGBT的發(fā)射極與負載的一端相連，負載的另一端接到高壓直流電源的負極；555定時器電路輸出的脈沖信號通過PWM放大電路后，與16路IGBT驅(qū)動電路相連；每路IGBT驅(qū)動電路與各自4個串聯(lián)的IGBT電路、各自4個故障檢測電路相連；每個IGBT器件都設(shè)有IGBT緩沖電路；16路IGBT驅(qū)動電路與64個串聯(lián)的IGBT電路、64個故障檢測電路相連，64個故障檢測電路與故障反饋電路相連，故障反饋電路的輸出與555定時器電路的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源，其特征在于:所述的555定時器電路由兩個型號均為NE555N的定時器Ul、U2組成，定時器Ul工作在多諧振蕩狀態(tài)，并將輸出電壓作為定時器U2的低電平觸發(fā)信號,使定時器U2構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，通過調(diào)節(jié)電阻Rl、R3的阻值，定時器U2的3腳輸出頻率和占空比都可調(diào)的窄脈沖信號Uo。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源，其特征在于:所述的PWM放大電路由三級放大電路組成；第一級放大電路由型號為TLP250的光耦U4完成，555定時器電路輸出的窄脈沖信號Uo通過一個與門芯片U3后輸出的P麗信號經(jīng)電阻R4與光率禹U4的2腳相連,光I禹U4的6腳輸出第一級放大后的PWM信號；第二級放大電路由兩個型號均為TLP250的光耦U5、光耦U6組成，光耦U4的6腳經(jīng)電阻R5與光耦U5的2腳相連，光耦U5的3腳與光耦U6的2腳相連，光耦U6的3腳與光耦U4的5腳相連；通過第二級放大電路后有兩個PWM信號輸出，分別由光I禹U5的6腳和光f禹U6的6腳輸出；第三級放大電路由16個型號均為TLP250的光耦U7、光耦U8至光耦U22組成；光耦U5的6腳經(jīng)電阻R6與光耦U7的2腳相連，光耦U7的3腳與光耦U8的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U14的3 腳與光耦U5的5腳相連；光耦U6的6腳經(jīng)電阻R7與光耦U15的2腳相連，光耦U15的3腳與光耦U16的2腳相連，前一個光耦的3腳與后一個光耦的2腳相連，光耦U22的3腳與光耦U6的5腳相連；通過第三級放大電路后輸出16路相互獨立的PWM信號，分別為PWM1、PWM2至PWM16，分別由光耦U7、光耦U8至光耦U22的6腳輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源，其特征在于:所述的16路IGBT驅(qū)動電路由16路相互獨立的IGBT驅(qū)動電路組成，輸入信號分別為PWM1、PWM2至PWM16 ；16路相互獨立的IGBT驅(qū)動電路具有相同的電路結(jié)構(gòu)，每路驅(qū)動電路用來驅(qū)動各自4個相互串聯(lián)的IGBT ;第一路驅(qū)動電路由型號均為EXB841的4個驅(qū)動芯片U24、U26、U28、U30及其外圍電路組成，由PWMl信號控制；PWM1信號經(jīng)電阻R9與驅(qū)動芯片U24的15腳相連，驅(qū)動芯片U24的14腳與驅(qū)動芯片U26的15腳相連，驅(qū)動芯片U26的14腳與驅(qū)動芯片U28的15腳相連，驅(qū)動芯片U28的14腳與驅(qū)動芯片U30的15腳相連，驅(qū)動芯片U30的14腳與光耦U7的5腳相連；每個驅(qū)動芯片EXB841都有三個輸出端，第一個輸出端是芯片的6腳，通過過流檢測電路與相應IGBT的集電極相連，第二個輸出端是芯片的3腳，通過柵極保護電路與相應IGBT的柵極相連，第三個輸出是芯片的I腳，與相應IGBT的發(fā)射極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源，其特征在于:所述的64個故障檢測電路和故障反饋電路，作為IGBT的保護電路；其中64個故障檢測電路由64個型號均為6N137的光耦組成；驅(qū)動芯片EXB841的故障檢測端5腳與相應的光耦6N137的3腳相連，檢測到的信號由光耦6N137的6腳輸出；故障反饋電路由11個型號均為74HC21的與門芯片U31、U32至U41和型號為74HC08的與門芯片U3組成；64個光耦6N137的6腳輸出的信號分別作為8個與門芯片U31，U32至U38的輸入信號，8個與門芯片U31、U32至U38的輸出信號分別作為兩個與門芯片U39、U40的輸入信號，兩個與門芯片U39、U40的輸出信號作為與門芯片U41其中一個與門電路的輸入信號，與門芯片U41的輸出信號和555定時器U2輸出的脈沖信號Uo分別作為與門芯 片U3的輸入信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于555定時器控制的高壓脈沖電源。高壓直流電源的正極與64個串聯(lián)的IGBT電路相連，64個串聯(lián)的IGBT電路與負載的一端相連，負載的另一端接到高壓直流電源的負極；555定時器電路輸出的脈沖信號通過PWM放大電路后，與16路IGBT驅(qū)動電路相連，每路驅(qū)動電路驅(qū)動4個串聯(lián)的IGBT；16路IGBT驅(qū)動電路通過64個故障檢測電路和故障反饋電路后，與555定時器電路的輸出端相連。本發(fā)明利用555定時器電路輸出的脈沖信號控制IGBT的通斷，最后可輸出40kV左右的頻率和占空比都可調(diào)的高壓脈沖。
文檔編號H02M9/04GK103199730SQ20131012423
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者王劍平, 江婷婷, 黃康, 王海軍, 蓋玲 申請人:浙江大學