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摘要：本文介绍了一种新型的自激推挽式直流变换器的稳压控制方式。传统的串联调整稳压可应用于自激推挽式直流变换器，称之为电源电压调整型。但传统的串联调整最大的弊端就是调整管的功耗大，效率不高。本文介绍了一种改进型的稳压控制方式，可称之为振荡调整型。通过改变调整管与自激推挽振荡电路的连接点，来改变推挽振荡电路的工作状态，以达到降低功耗、提高效率的目的。并通过与传统的串联调整方式进行对比，给出了改进型调整方式的原理，比较了两种调整方式下，自激推挽电路振荡的波形，通过实测数据对比了两种调整方式下的效率，最后分析了两种调整方式下效率不同的原因。
关键词：高压电源模块 直流变换器稳压 自激推挽振荡 串联调整
1 概述
在PMT用电源模块领域中，电源模块的输出电压较高，但输出电流很小，总的输出功率不大。但PMT对输出高压的稳定性及纹波噪声的要求很高，尤其是测量微弱光信号时，再加上串联调整控制方式设计简单，而且在低功率场合比开关电源的成本要低，所以在PMT应用领域，串联调整的控制方式相对开关电源来说有很大的优势。但串联调整方式下，调整管的功耗较大，电源模块效率仅有35%，且输出功率较大时调整管需要散热，这导致电源模块体积不能做小。
针对以上问题，我们在串联调整的基础上进行了改进，通过改变调整管与自激推挽变换器的连接方式，来达到降低功耗，提高效率的目的。改进后的电路，调整管的功耗有了很大的降低，效率可达70%左右。
2 原理介绍
图1是串联调整稳压方式下，实现高压模块的原理框图。
原理为：输入端输入直流低压，经调整管输入到振荡电路，逆变升压，然后通过整流电路形成直流高压。在高压输出端，通过采样电阻将输出信号的变化量，反馈到运算放大器，运算放大器将反馈信号与基准电压比较、放大后去控制调整管，以达到稳压的目的。此图中没有给出调整管与振荡电路的具体连接方法，根据调整管与振荡电路的连接方式不同，可分为电源电压调整和振荡调整两种。
2.1 电源电压调整型
电源电压调整型原理见图2，由图中可见，调整管与振荡电路串联，且调整管充当振荡电路的供电电源，所以输出的功率全部由调整管提供，这里调整管起主要的功率放大作用，而振荡电路中两三极管工作在开关状态，起能量的转换作用，所以此种连接方式下，调整管功耗很大，电源模块整体效率不高。
2.2 振荡调整型
振荡调整型原理见图3，由图中可见，调整管发射极通过电阻连接到振荡三极管的基极，调整管与振荡电路的供电，直接由低压电源来提供，调整管只供给振荡三极管基极所需的电流，对振荡电路起控制作用，而两个振荡三极管工作在放大状态，起放大作用。因此调整管功耗大大降低，整体效率得到了提高。
3 两种连接方式下振荡波形比较
3.1 电源电压调整型振荡波形
电源电压调整型振荡波形见图4，因为两振荡三极管工作在开关状态，所以两管轮流交替导通，振荡幅度取决于输入电压，输出功率与调整管基极电流和放大能力有关。
3.2 振荡调整型振荡波形
振荡调整型振荡波形见图5，从波形上来看，两振荡三极管工作在放大状态，两管交替工作，输出电压幅度和功率与两振荡三极管的放大能力有关。
4 实测数据对比
采用两种控制方式分别做成电源模块，其参数对比如下，见表1。
由表1可见，当输出功率一定时，采用振荡调整型电路的效率比采用电源电压调整型电路的效率，至少高出一倍。
5 结论
从上面的分析可以看出两种电路的实质为，电源電压调整型实际上是调整管进行功率放大，属单管功率放大，所以其效率较低；而改进的振荡调整型电路为两振荡三极管进行功率放大，属双管推挽功率放大，所以其效率比单管高了一倍。
参考文献：
[1]清华大学工程物理系，射线仪器电子学，原子能出版社.
[2][日]大冢巖，直流稳定电源，科学出版社.
作者简介：李洪刚(1981-)男,河北廊坊人，本科，研究方向：高压电源模块的设计开发。
关键词：高压电源模块 直流变换器稳压 自激推挽振荡 串联调整
1 概述
在PMT用电源模块领域中，电源模块的输出电压较高，但输出电流很小，总的输出功率不大。但PMT对输出高压的稳定性及纹波噪声的要求很高，尤其是测量微弱光信号时，再加上串联调整控制方式设计简单，而且在低功率场合比开关电源的成本要低，所以在PMT应用领域，串联调整的控制方式相对开关电源来说有很大的优势。但串联调整方式下，调整管的功耗较大，电源模块效率仅有35%，且输出功率较大时调整管需要散热，这导致电源模块体积不能做小。
针对以上问题，我们在串联调整的基础上进行了改进，通过改变调整管与自激推挽变换器的连接方式，来达到降低功耗，提高效率的目的。改进后的电路，调整管的功耗有了很大的降低，效率可达70%左右。
2 原理介绍
图1是串联调整稳压方式下，实现高压模块的原理框图。
原理为：输入端输入直流低压，经调整管输入到振荡电路，逆变升压，然后通过整流电路形成直流高压。在高压输出端，通过采样电阻将输出信号的变化量，反馈到运算放大器，运算放大器将反馈信号与基准电压比较、放大后去控制调整管，以达到稳压的目的。此图中没有给出调整管与振荡电路的具体连接方法，根据调整管与振荡电路的连接方式不同，可分为电源电压调整和振荡调整两种。
2.1 电源电压调整型
电源电压调整型原理见图2，由图中可见，调整管与振荡电路串联，且调整管充当振荡电路的供电电源，所以输出的功率全部由调整管提供，这里调整管起主要的功率放大作用，而振荡电路中两三极管工作在开关状态，起能量的转换作用，所以此种连接方式下，调整管功耗很大，电源模块整体效率不高。
2.2 振荡调整型
振荡调整型原理见图3，由图中可见，调整管发射极通过电阻连接到振荡三极管的基极，调整管与振荡电路的供电，直接由低压电源来提供，调整管只供给振荡三极管基极所需的电流，对振荡电路起控制作用，而两个振荡三极管工作在放大状态，起放大作用。因此调整管功耗大大降低，整体效率得到了提高。
3 两种连接方式下振荡波形比较
3.1 电源电压调整型振荡波形
电源电压调整型振荡波形见图4，因为两振荡三极管工作在开关状态，所以两管轮流交替导通，振荡幅度取决于输入电压，输出功率与调整管基极电流和放大能力有关。
3.2 振荡调整型振荡波形
振荡调整型振荡波形见图5，从波形上来看，两振荡三极管工作在放大状态，两管交替工作，输出电压幅度和功率与两振荡三极管的放大能力有关。
4 实测数据对比
采用两种控制方式分别做成电源模块，其参数对比如下，见表1。
由表1可见，当输出功率一定时，采用振荡调整型电路的效率比采用电源电压调整型电路的效率，至少高出一倍。
5 结论
从上面的分析可以看出两种电路的实质为，电源電压调整型实际上是调整管进行功率放大，属单管功率放大，所以其效率较低；而改进的振荡调整型电路为两振荡三极管进行功率放大，属双管推挽功率放大，所以其效率比单管高了一倍。
参考文献：
[1]清华大学工程物理系，射线仪器电子学，原子能出版社.
[2][日]大冢巖，直流稳定电源，科学出版社.
作者简介：李洪刚(1981-)男,河北廊坊人，本科，研究方向：高压电源模块的设计开发。