空间粒子探测器偏压电源取样降纹波设计

在粒子辐射探测器偏压电源中,发现输出电压有低频纹波存在。在实验中,发现利用纹波相位变换技术能有效消除输出电压的低频纹波。以理论分析和PSpice仿真分析为基础对取样电路进行设计。按照该设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压电源,输出电压稳定、纹波系数小,达到设计目的。试验证明这种电路设计,简单、高效,可为相关电路设计提供参考。     

混合模式低噪声3 kV高压直流电源设计

高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3 kV左右高压的电离室,本文研制了0～3 kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0～3 kV,静态功耗为0.4 W,3 kV输出时纹波为16.55 mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。     

一种高效率低纹波X射线探测器电源的设计

针对X射线探测器在野外现场的供电要求,采用高效率直流/直流升压电源芯片MAX668结合倍压电路与二阶电子滤波器实现高效率低纹波+100 V高压电源的设计。改变传统线性恒流源的设计方式,采用降压开关电源芯片作为电源调整器件,AD623仪表放大器将检流电阻上的电压信号,放大并与电源调整芯片构成负反馈,实现恒流源设计。实测表明,高压电源的静态功耗为14.5 mW,纹波小于15 mV,恒流源输出电流为350 mA时的效率大于81.3%。     

手持式X荧光仪电源系统的设计

手持式X荧光仪所获取谱线的能量分辨率除了决定于荧光脉冲信号处理电路、数字成形滤波算法等,更重要的取决于整套仪器电源系统的合理设计。论文提出一种采用罗耶谐振升压方式给SI-PIN半导体探测器提供+170 V偏置电压的高压电源供电设计方案,避免传统采用PWM波控制变压器升压方式纹波大、效率低的缺陷;同时系统采用电制冷片的温度反馈信号控制供电电源MOS管的导通程度,从而实现对电制冷片温度的控制。实际测试显示该供电方案的高压输出纹波低于10 mV,功耗比传统设计方案低了9.1%,系统同时具有功耗低、纹波小、稳定好等特点,满足手持式X荧光仪野外工作的需要。     

新型空间粒子探测器高压电源设计

为满足空间粒子探测器的正常供电需要,基于现有空间粒子探测器高压电源,设计了一种新型的空间粒子探测器高压电源。该新型高压电源结合了线性电源和开关电源的优点,将振荡电路和变压器电路两个功能上相互独立的电路有机结合设计,通过实验求得系统的最佳工作点。实验测试表明:当系统工作点为3.0V时,输出电压为-160V,功耗为60m W,电压稳定度为99.99%,长时间稳定度优于99.75%,输出电压纹波小于37m V。该电源性能可靠稳定,可满足空间辐射测量要求。     

空间辐射探测器滤波电路的设计

为满足粒子辐射探测器高压电源高稳定、低纹波的要求,设计一种LC和RC混合滤波电路来降低电源纹波,并进行理论分析、PSpice仿真和试验对结果进行验证。按照这种设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压电源,输出电压稳定、纹波系数小,达到设计目的。试验证明这种电路设计简单、高效,可为相关电路设计提供参考。     

G-M计数管新型直流高压电源设计

G-M计数管工作需要性能稳定的直流高压电源供电。该直流高压电源利用输出采样与基准电压比较负反馈实现高压稳定控制,比较不同闭环放大倍数下直流高压电源性能,采取优化闭环放大倍数。该直流高压电源具有结构简单、体积较小、低纹波等特点,其输出电压在0~1 100 V范围内连续可调。测试结果表明:当高压典型输出电压为400 V时,电压稳定度可达0.17%,输出电压纹波峰最低峰值为62 m V,可满足G-M计数管的需求。     

PMT电源纹波滤除电路设计

针对基于光电倍增管的计数型探测器易受高压电源纹波干扰的问题,探讨了一种抑制纹波的方法。该方法主要是在电源端增设电阻—电容滤波电路,对高压电源纹波进行事先滤波处理。通过光电倍增管的单光电子谱测试、计数率测试及渡越时间分布验证滤波效果,结果表明:利用该方法,电源的纹波得到有效抑制,减少了电源对光电倍增管单光电子测试信号的干扰,且输出电压稳定,提高了光电倍增管工作的稳定性。     

粒子辐射探测器负高压电源取样电路设计

利用辅助线圈来实现粒子辐射探测器负高压电源取样电路.以理论分析和PSpice仿真分析为基础对取样电路进行设计.设计的负高压电源供电电压为+12 V,输出电压-160 V,占空比6.45%,0～18μA负载调整率8.8‰,供电电压调整率3.9‰,纹波系数3.1‰.实验结果与理论分析和Pspice仿真分析相吻合,可以为设计这方面的电路提供参考.     

基于电荷泵的空间粒子探测器偏压电源设计

针对某些特殊应用场合,以电荷泵升压电路为基础设计出一种没有变压器的-40V输出的空间粒子探测器偏压电源。该电源采用振荡电路将12V直流电压转化为方波电压;采用电荷泵升压电路将方波电压升高为需要的电压值;采用三极管组成输入电压控制电路,根据取自输出电压端的取样电压的大小来反向调整输入电压,以达到最终输出电压的稳定。对应用该方法制成的偏压电源进行测试,测试结果表明其综合性能够满足测量要求。     

微型X射线管灯丝电源的研制

根据微型X射线管的特点,设计了基于推挽电路和闭环反馈电路的灯丝驱动电源。采用了UCC3808脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制芯片产生两路相位相反的PWM信号,并经由UCC37324金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)管大电流驱动器提高驱动效率,实现推挽结构的后端驱动电路。闭环反馈电路的设计采用精密电阻将管电流的信号转换为等比例的电压信号引入到反馈环节,通过系统自身的闭环控制实现管电流的恒定,并保持高效率和低功耗。实验首先通过外接1.5?的功率电阻测量系统功率,测得输入功率为11 W,效率超过80%,符合灯丝电源的功耗指标要求;然后连接实际的X光管灯丝,经测试可正常工作,管流稳定度为0.227%。     

用于Si-PIN探测器的无变压器式高压偏置电源

采用电荷泵、多倍压整流与串联高压稳压电路,设计一套无变压器式DC-DC变换电路,将单组 5V电源转换为Si-PIN探测器所需的 100V高压偏置电源。该电源具有体积小、功耗低、纹波小、温度特性和长期稳定性好等特点。     

数字化X荧光仪电源的最优化设计

针对数字化X荧光仪的低功耗、低噪声等要求进行了电源最优化设计。文中对数字梯形滤波器进行了Simulink仿真,根据仿真结果得到最佳的M,N系数,由此确定微分电路的时间常数,最后确定高压电源的最佳开关频率点,降低了高压偏置电源噪声对系统的干扰。还分析了数字梯形滤波器及高速ADC采样的特点,设计了最优化的低压供电系统,进一步降低低压电源对系统的干扰。为了提高Si-Pin探测器制冷电源的供电效率,采用了高效率DC-DC、LDO芯片与检流芯片完成高效率恒流源的设计。实测高压电源的交流纹波小于3.5 mV,带载功耗小于70 mW,恒流源的带载转换效率83%,纹波电压小于12 mV,相同条件下采用文中电源系统可提高谱线的能量分辨率。     

LLC谐振恒流恒压高压充电电源技术研究

高压充电电源输出电压的稳定性是脉冲调制器的关键技术指标，需对其进行研究，以提高其输出稳定性。基于激磁电感、谐振电感、谐振电容（LLC）谐振变换器的工作原理，根据LLC等效电路得到了LLC谐振电路的电压增益曲线，分析了LLC谐振变换器工作区间的特性，提出了平面绝缘芯变压器的选择依据和设计方法，通过测量实际变压器得到变压器的参数；根据变压器参数选择了LLC谐振变换器谐振频率和工作频率，并通过LLC谐振变换器电路的推导，详细计算了高压充电电源输出电压的纹波幅值。结果显示，计算结果优于设计指标。经实验验证，叠层磁芯LLC谐振变换器高压充电电源的稳定性能达到了设计要求。     

加速器直流电源纹波抑制研究

为降低加速器直流励磁电源的输出电流纹波，研究了一种抑制电源输出电流纹波的直流有源滤波器(DAF)。采用检测负载电压的方式，解决了电流纹波幅值小难以检测的问题。通过控制DAF吸收或注入谐波电流来降低电压纹波，进而达到降低电流纹波的目的。设计的buck/boost电路作为有源滤波器的主电路，能维持储能电容电压的稳定，省去了整流电路。对设计方案进行了仿真并搭建了实验样机进行验证，实验结果表明，设计的DAF对低频纹波有一定的抑制效果。     

低能加速器开关电源研制

利用直流脉宽调制技术以及半桥变换电路,为一种低能电子直线加速器成功研制阳极开关电源。根据开关电源的特点,对该电源中低压和高压部分进行详细设计。低压部分采用SG1525A为控制核心,实现脉宽调制、软启动、稳压调节以及过压保护功能。该开关电源主要指标:输出电压0~800V,最大电流400 m A,工作频率为18.5 k Hz,纹波峰值系数为0.9‰,达到设计要求。     

多路高压电源带载测试仪

介绍了一种多路高压测试系统,并简要介绍了电路结构和电路设计、工作原理和技术指标。该仪器主要用于实验室和野外直流单路高压和多路高压系统电压值的测试,特别是对探测器偏压的测试。该仪器可以测量的额定电压最大值为6kV,电流值为0．1－10mA。仪器结构简单、集成度高、交直流供电、体积小、携带方便。     

用于电致冷Si-PIN探测器的掌上型电源系统的研制

介绍一套用于电致冷Si-PIN半导体探测器的掌上型电源系统的设计.系统采用集成电路方案与表面贴装元件(SMD)制作,具有体积小、重量轻、效率高、稳定性高、纹波噪声小和成本低等特点.内置可充电电池能维持一台XR-100CR型探测器工作7h以上,适合在各种基于Si-PIN探测器的现场X荧光分析系统中推广应用.提出了一种温控致冷电源的理论设计与实现方法,并对无变压器式、高稳定度、低纹波高压偏置电源的制作技术进行了讨论.