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电源是电子设备的心脏部分,为电子设备提供稳定的工作环境,而电子设备出现的故障60%来自电源。随着电子技术的不断发展,对电源的要求也不断提高,因此对电源的研究和设计越来越受到人们的重视。传统的直流高压电源大部分采用线性电源技术,由于其结构形式的限制,使得电源整体效率较低,性能一般,且体积庞大。随着开关电源技术的进步与发展,大部分直流电源都倾向于采用开关电源技术。开关电源以线性电源无法比拟的优点己经成为电源行业的主流设计。开关电源技术的应用,使直流高压电源变得体积小,重量轻,效率更高,性能更好。本文源自“863计划”—“航空伽玛能谱勘查系统研发”(2006AA06A207),以航空伽玛能谱仪工作电源为研究对象,介绍了用于航空伽玛能谱仪的直流高压电源的研发过程及其控制电路的实现。本论文的主要研究成果如下:(1)在分析和研究直流高压稳压电源系统设计理论的基础上,结合本课题的实际情况,重点研究了高压电源实现的关键技术:高频PWM方波的发生机理和并联负载谐振电路的实现原理。(2)本文选用TL494作为系统的脉宽调制发生模块。对TL494的外围电路进行了设计与调试,以优化的控制方式实现了TL494可调脉宽方波的输出,并以此控制开关管的通断。(3)为了降低高压电源的功率损耗,提高电源的工作效率,本文设计了合理有效的谐振逆变电路,实现了软开关技术。(4)设计了航空伽玛能谱仪直流高压工作电源主电路。在分析电源系统结构组成和实现原理的基础上,对电路的主要功能模块的进行了阐述,并对相关参数进行了计算和设计。(5)应用单片机技术与模拟电路控制相结合的方式,保证了系统既具有很强的可操作性,又具有很高的可靠性。通过对上述内容的研究,本文将开关电源技术应用于高压电源设计中,实现了高频高压电源,大大减少了电源的体积和重量,提高了电源的稳定性和效率。经调试,本文设计的高压输出范围0~1500V可调,纹波小于300mV,开关频率为20kHz,基本上达到了预期的研究成果,对今后高压电源的研究与设计有一定的促进作用。