CN109889064B

CN109889064B - 允许负载短路的脉冲高压电源

Info

Publication number: CN109889064B
Application number: CN201910339469.0A
Authority: CN
Inventors: 汪孟金
Original assignee: Ningbo City Zhenghai Hua Tai Electrical Appliances Co ltd
Current assignee: Ningbo City Zhenghai Hua Tai Electrical Appliances Co ltd
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2019-04-25
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2039-04-25
Also published as: CN109889064A

Abstract

一种允许负载短路的脉冲高压电源，包括工作回路(100)、控制回路(200)两部分，工作回路(100)由工作回路降压整流电路(101)、工作回路滤波储能电路(102)、脉冲高压发生电路(103)、脉冲高压指示电路(104)组成；控制回路(200)由控制回路降压整流电路(201)、控制回路滤波稳压电路(202)、控制脉冲发生电路(203)、控制脉冲指示电路(204)组成。

Description

允许负载短路的脉冲高压电源

技术领域

本发明涉及高压电源领域，尤其涉及一种等离子净化设备中的核心部件，即允许负载短路的脉冲高压电源。

背景技术

等离子净化设备是环保领域中的一种净化设备，脉冲高压电源是等离子净化设备中的核心部件。

净化空气是等离子净化设备一个重要的应用领域。被处理的空气成份是非常复杂的，有的含有可导电的尘埃、有的含有水蒸汽等等。这些尘埃或水蒸汽会沉积在脉冲高压电源负载端的高压绝緣装置例如陶瓷接头上，使其绝緣性下降，甚至会呈现短路或准短路的状态，导致脉冲高压电源的输出电流增大。若不采取应对的技术措施，脉冲高压电源将因输出电流过大而损坏。

针对上述情况，中国专利ZL201010557216.X短路时恒流的高压脉冲电源，提出了所述高压绝緣装置处于短路或准短路状态时，高压脉冲电源仍能正常工作，并利用其输出的脉冲能量自动清理所述的高压绝緣装置上的导电物质，使其恢复高压绝緣特性的方法。

按照上述方法制造的脉冲高压电源的确是较为先进脉冲高压电源，但在实践中，发觉上述方法仍存在以下的不足：

1、主回路(工作回路)的开关器件例如场效应管FET的漏极D与源极S之间未设保护器件，当脉冲高压电源或开机、关机或负载短路时，高压包T的初级线圈上会产生很高电压的自感电动势，所述的场效应管FET之漏极D与源极S之间因未设保护器件而会被击穿；

2、未设控制脉冲指示电路和脉冲高压指示电路，难以在沒有仪表的工作现场判断所述脉冲高压电源的工作状态；

3、未采取抗击外界强干抗，例如雷击的技术措施，脉冲高压电源会因此而受损坏；

4、主回路(工作回路)的开关器件例如场效应管FET上未设热保护器件，所述的开关器件例如场效应管FET会因过热而损坏；

5、控制回路中的控制脉冲发生电路的直流电压未加二次稳压电路，当脉冲高压的负载打火时，空间或线路耦合的打火信号易损坏所述控制脉冲发生电路中的器件(例如集成电路IC)。

针对脉冲高压电源的现状，本发明要达到的目标是：设计一种具有以下功能的脉冲高压电源：

1、允许负载短路；

2、设置保护器件，使相关的开关器件不受高压包自感电动势的损害；

3、设置抗雷击和抗强干扰单元，使其具有抗雷击和抗强干扰的功能；

4、设置热保护器件，使其具有过热保护的功能；

5、设置控制脉冲指示电路和脉冲高压指示电路，使其具有清楚明了的工作状态指示功能；

6、控制脉冲发生电路的直流电压设置二次稳压电路，保护其中器件的安全运行。

发明内容

结合图1：本发明实现上述目标的方法为：一种允许负载短路的脉冲高压电源，包括工作回路100、控制回路200两部分，其中：工作回路100由工作回路降压整流电路101、工作回路滤波储能电路102、脉冲高压发生电路103、脉冲高压指示电路104組成；控制回路200由控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲发生电路203、控制脉冲指示电路204组成；其特征为：所述工作回路降压整流电路101的1端与所述工作回路滤波储能电路102的2端相连接；所述工作回路滤波储能电路102的3端与所述脉冲高压发生电路103中高压包T的初级线圈的4端相连接；所述脉冲高压发生电路103中的高压包T的取样线圈的17端、18端分別与所述脉冲高压指示电路104的41端、42端相连接；所述控制回路降压整流电路201的20端与所述控制回路滤波稳压电路202的21端相连接；所述控制回路滤波稳压电路202的22端与所述控制脉冲发生电路203的23端相连接；所述控制脉冲发生电路203的24端、26端、28端分别与所述控制脉冲指示电路204的25端、27端、29端相连接；所述控制脉冲发生电路203的30端与所述脉冲高压发生电路103的31端相连接；所述脉冲高压发生电路103通过输出端LD1端、LD2端输出脉冲高压；AC电压与所述工作回路降压整流电路101、所述控制回路降压整流电路201均相连接；所述工作回路降压整流电路101、工作回路滤波储能电路102、脉冲高压发生电路103、控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲发生电路203、控制脉冲指示电路204均与公共端COM相连接。

按以上所述方式相组合，即可组成本发明所指的允许负载短路的脉冲高压电源，其中所述LD1端、LD2端为其脉冲高压输出端。

在LD1端、LD2端接入脉冲高压的负载RL，就组成为所述等离子净化设备。

结合图1、图2、图9、图10、图11：

所述工作回路降压整流电路101可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(a)、再结合图2、图10，其由第一瞬态电压抑止二极管TVS1、熔断丝FU、温控开关TC、第一电容C1、第一电阻R1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2、第一二极管D1、第二二极管D2、1端组成；其中，所述第一瞬态电压抑止二极管TVS1的一端与AC电压的P1端相连接；所述熔断丝FU的一端也与AC电压的P1端相连接、另一端与温控开关TC的一端相连接；所述温控开关TC的另一端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端均相连接；所述第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的一端、第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极均互相连接；所述第二二极管D2的负极与1端相连接；所述第一二极管D1的正极、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的另一端、第一瞬态电压抑止二极管TVS1的另一端、公共端COM均与AC电压的P2端相连接。

(b)、再结合图9、图11，其由第一瞬态电压抑止二极管TVS1、熔断丝FU、温控开关TC、第一电容C1、第一电阻R1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2、第三十一二极管D31、第三十二二极管D32、第三十三二极管D33、第三十四二极管D34、1端组成；其中，所述第一瞬态电压抑止二极管TVS1的一端与AC电压的P1端相连接；所述熔断丝FU的一端也与AC电压的P1端相连接、另一端与温控开关TC的一端相连接；所述温控开关TC的另一端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端均相连接；所述第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的一端、第三十一二极管D31的负极、第三十二二极管D32的正极均互相连接；第三十二二极管D32的负极、第三十四二极管D34的负极均与1端相连接；第三十一二极管D31的正极、第三十三二极管D33的正极均与公共端COM相连接；第三十四二极管D34的正极、第三十三二极管D33的负极、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的另一端、第一瞬态电压抑止二极管TVS1的另一端均与AC电压的P2端相连接。

所述第一瞬态电压抑止二极管TVS1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2可以用其他器件例如压敏电阻替代。

所述工作回路滤波储能电路102可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(c)、再结合图2、图10，其由2端、第二电容C2、第三电容C3、第二电阻R2、电感L、第三电阻R3、第四电容C4、第五电容C5、3端组成；其中，第二电容C2的一端、第三电容C3的正极、第二电阻R2的一端、电感L的一端均与所述2端相连接；所述电感L的另一端、第三电阻R3的一端、第四电容C4的一端、第五电容C5的正极均与所述3端相连接；所述第二电容C2的另一端、第三电容C3的负极、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的负极均与公共端COM相连接；公共端COM与AC电压的P2端相连接。

(d)、再结合图9、图11，其电路结构与所述的(c)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述脉冲高压发生电路103可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(e)、再结合图2、图10，其由第三二极管D3、高压包T、第十七电阻R17、场效应管FET、第六瞬态电压抑止二极管TVS6、31端、LD1端、LD2端组成；其中：第三二极管D3的负极与高压包T的初级线圈的4端相连接；高压包T的初级线圈的10端与所述第三二极管D3的正极、第六瞬态电压抑止二极管TVS6的负极、场效应管FET的漏极D均相连接；第十七电阻R17的一端、场效应管FET的闸极G均与31端相连接；场效应管FET的源极S、第十七电阻R17的另一端、第六瞬态电压抑止二极管TVS6的正极均与公共端COM相连接；所述公共端COM与AC电压的P2端相连接；所述高压包T的次级线圈的12端与高压输出端LD2端相连接；高压包T中的高压硅堆D4的连接方法有两种：第一种，高压硅堆D4的负极与高压包T的次级线圈的11端相连接，正极与高压输出端LD1端相连接(此时，所述脉冲高压电源输出负高压)；第二种，高压硅堆D4的正极与高压包T的次级线圈的11端相连接，负极与高压输出端LD1端相连接，(此时，所述脉冲高压电源输出正高压)。

(f)、再结合图9、图11，其电路结构与所述的(e)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述场效应管FET可以用其他器件例如功率晶体管(BJT)、绝緣栅双极型晶体管(IGBT)、电子注入增强栅晶体管(IEGT)、靜电感应晶体管(SIT)、可关断晶闸管(GTO)、靜电感应晶闸管(SITH)代替。

所述脉冲高压指示电路104由41端、第八二极管D8、第十五电容C15、第十六电容C16、第七瞬态电压抑止二极管TVS7、第十八电阻R18、第二发光二极管LED2、42端组成；其中：41端与所述高压包T的取样线圈的17端相连接；42端与所述高压包T的取样线圈的18端相连接；第八二极管D8的正极与41端相连接；第八二极管D8的负极、第十五电容C15的一端、第十六电容C16的正极、第七瞬态电压抑止二极管TVS7的负极均与第十八电阻R18的一端相连接；第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的负极、第七瞬态电压抑止二极管TVS7的正极、第二发光二极管LED2的负极均与42端相连接；所述第二发光二极管LED2的正极与第十八电阻R18的另一端相连接。

所述控制回路降压整流电路201可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(g)、再结合图2、图10，其由第五电阻R5、第六电容C6、第三瞬态电压抑止二极管TVS3、第五二极管D5、第六二极管D6、20端组成；其中：第五电阻R5、第六电容C6各自的一端均与AC电压的P1端相连接；第六电容C6的另一端、第五电阻R5的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的一端、第五二极管D5的负极、第六二极管D6的正极均互相连接；所述第六二极管D6的负极与20端相连接；第三瞬态电压抑止二极管TVS3的另一端、第五二极管D5的正极均与公共端COM相连接；所述公共端COM与AC电压的P2端相连接。

(h)、再结合图9、图11，其由第三十一电阻R31、第三十一电容C31、第三十二电阻R32、第三十二电容C32、第三瞬态电压抑止二极管TVS3、第三十五二极管D35、第三十六二极管D36、第三十七二极管D37、第三十八二极管D38、20端组成；其中：第三十一电阻R31、第三十一电容C31各自的一端均与AC电压的P1端相连接；第三十二电阻R32、第三十二电容C32各自的一端均与AC电压的P2端相连接；第三十一电阻R31的另一端、第三十一电容C31的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的一端、第三十五二极管D35的负极均与第三十六二极管D36的正极相连接；第三十二电阻R32的另一端、第三十二电容C32的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的另一端、第三十七二极管D37的负极均与第三十八二极管D38的正极相连接；第三十六二极管D36的负极、第三十八二极管D38的负极均与20端相连接；第三十五二极管D35的正极、第三十七二极管D37的正极均与公共端COM相连接。

所述控制回路滤波稳压电路202可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(i)、再结合图2、图10，其由21端、第七电容C7、第八电容C8、第六电阻R6、第九电容C9、第十电容C10、第一稳压二极管DW1、第四瞬态电压抑止二极管TVS4、22端组成；其中，第七电容C7的一端、第八电容C8的正极、第六电阻R6的一端均与21端相连接；第六电阻R6的另一端、第九电容C9的一端、第十电容C10的正极、第一稳压二极管DW1的负极、第四瞬态电压抑止二极管TVS4的一端均与22端相连接；第七电容C7的另一端、第八电容C8的负极、第九电容C9的另一端、第十电容C10的负极、第一稳压二极管DW1的正极、第四瞬态电压抑止二极管TVS4的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

(j)、再结合图9、图11，其电路结构与所述的(i)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述的第六电阻R6可以用电感器替代。

所述控制脉冲发生电路203可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的四种电路：

(k)、再结合图2，其由23端、第七电阻R7、第十一电容C11、第十二电容C12、第二稳压二极管DW2、第八电阻R8、第一电位器W1、第十三电容C13、集成锁相环IC1、第九电阻R9、第十电阻R10、24端、26端、28端、第七二极管D7、第二三极管V2、第一三极管V1、第十六电阻R16、第五瞬态电压抑止二极管TVS5、30端组成；其中，第七电阻R7的一端、第七二极管D7的正极均与23端相连接；第七电阻R7的另一端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的正极、第二稳压二极管DW2的负极、第八电阻R8的一端、集成锁相环IC1的16脚均与24端相连接；第八电阻R8的另一端与第一电位器W1的一端相连接；所述的第一电位器W1的滑动臂与集成锁相环IC1的9脚相连接；集成锁相环IC1的6脚与第十三电容C13的一端相连接；第十三电容C13的另一端与集成锁相环IC1的7脚相连接；集成锁相环IC1的3脚与4脚、第二三极管V2的基极、第一三极管V1的基极均与26端相连接；第九电阻R9的一端与集成锁相环IC1的11脚相连接；第十电阻R10的一端与集成锁相环IC1的12脚相连接；第二三极管V2的集电极、第七二极管D7的负极均与28端相连接；第二三极管V2的发射极、第一三极管V1的发射极均与第十六电阻R16的一端相连接；第十六电阻R16的另一端、第五瞬态电压抑止二极管TVS5的一端均与30端相连接；第五瞬态电压抑止二极管TVS5的另一端、第一三极管V1的集电极、第十电阻R10的另一端、第九电阻R9的另一端、集成锁相环IC1的8脚与5脚、第一电位器W1的另一端、第二稳压二极管DW2的正极、第十二电容C12的负极、第十一电容C11的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

(l)、再结合图9，其电路结构与所述的(k)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述集成锁相环IC1优先采用CD4046集成锁相环。

(m)、再结合图10，其由23端、第七电阻R7、第十一电容C11、第十二电容C12、第二稳压二极管DW2、第二十电阻R20、第二电位器W2、第二十一电阻R21、第二十电容C20、第二十一二极管D21、第二十二二极管D22、集成时基电路IC3、第二十一电容C21、24端、26端、28端、第七二极管D7、第二三极管V2、第一三极管V1、第十六电阻R16、第五瞬态电压抑止二极管TVS5、30端组成；其中，第七电阻R7的一端、第七二极管D7的正极均与23端相连接；第七电阻R7的另一端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的正极、第二稳压二极管DW2的负极、第二十电阻R20的一端、集成时基电路IC3的4脚与8脚均与24端相连接；第二十电阻R20的另一端与第二电位器W2的一端相连接；第二电位器W2的另一端与第二十一电阻R21的一端相连接；第二十一电阻R21另一端与第二十二二极管D22的负极相连接；第二十二二极管D22的正极、第二十电容C20的一端、集成时基电路IC3的2脚与6脚均与第二十一二极管D21的负极相连接；第二十一二极管D21的正极、第二电位器W2的滑动臂均与集成时基电路IC3的7脚相连接；集成时基电路IC3的5脚与第二十一电容C21的一端相连接；集成时基电路IC3的3脚、第二三极管V2的基极、第一三极管V1的基极均与26端相连接；第二三极管V2的集电极、第七二极管D7的负极均与28端相连接；第二三极管V2的发射极、第一三极管V1的发射极均与第十六电阻R16的一端相连接；第十六电阻R16的另一端、第五瞬态电压抑止二极管TVS5的一端均与30端相连接；第五瞬态电压抑止二极管TVS5的另一端、第一三极管V1的集电极、第二十一电容C21的另一端、集成时基电路IC3的1脚、第二十电容C20的另一端、第二稳压二极管DW2的正极、第十二电容C12的负极、第十一电容C11的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

所述集成时基电路IC3优先采用NE555集成时基电路。

(n)、再结合图11，其电路结构与所述的(m)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述控制脉冲指示电路204可以采用多种结构的电路，本发明优选了以下的二种电路：

(o)、再结合图2、图10，其由25端、27端、集成14位二进制计数器IC2、29端、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一插座CZ1、第一发光二极管LED1组成，其中：25端与集成14位二进制计数器IC2的16脚相连接；27端与集成14位二进制计数器IC2的10脚相连接；29端与第十五电阻R15的一端相连接；第十一电阻R11的一端与集成14位二进制计数器IC2的15脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十二电阻R12的一端与集成14位二进制计数器IC2的3脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点及第一发光二极管LED1的正极均相连接；第十三电阻R13的一端与集成14位二进制计数器IC2的2脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十四电阻R14的一端与集成14位二进制计数器IC2的1脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十五电阻R15的另一端也与第一插座CZ1的一个端点相连接；第一发光二极管LED1的负极、第一插座CZ1的一个端点、集成14位二进制计数器IC2的11脚与8脚均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

(p)、再结合图9、图11，其电路结构与所述的(0)相同，不相同之处在于：公共端COM与AC电压的P2端不直接连接。

所述集成14位二进制计数器IC2优先采用CD4020集成14位二进制计数器。

应用本发明，可以取得以下有益效果：

1、所述工作回路100、控制回路200均具有抗雷击和抗强干扰的功能。

2、所述工作回路100具有超温自动保护的功能。

3、所设置的第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2可以清楚明了地指示本发明的工作状态。

4、所述控制脉冲发生电路203具有抗打火(脉冲高压负载RL打火)干扰的功能。

5、本发明是一种允许负载短路的脉冲高压电源。采用图9电原理图的PCB(PrintedCircuit Board)制成验证本发明用的样机，在负载RL短路的条件下连续运行24小时，本发明仍正常工作。

6、以本发明为核心部件制成的、验证本发明用的等离子净化设备的样机，用于净化空气，取得的指标为：等离子净化设备的进风口：PM2.5为313μg/m³、PM10为355μg/m³、甲醛1.73mg/m³；经过等离子净化设备的一次净化处理，在其出风口：PM2.5、PM10均下降为000μg/m³、甲醛下降为000mg/m³

上述验证性试验证明：本发明的性能优越，可以为实现天蓝水绿的目标作出贡献。

附图说明

图1为本发明的原理方框图；

图2为本发明优选的实施例1的电路原理图；

图3为半波整流的电流波形图；

图4为全波整流的i₃₁电流波形图；

图5为AC电压波形图——初相角φ＝0时的AC电压波形图；

图6为集成锁相环IC1或集成时基电路IC3输出的脉冲波形图；

图7为控制脉冲的波形图；

图8为输出的脉冲高压的波形图；

图9为本发明优选的实施例2的电路原理图；

图10为本发明优选的实施例3的电路原理图；

图11为本发明优选的实施例4的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的实施方式。

图1为本发明的原理方框图。

结合图1：一种脉冲高压电源，包括工作回路100、控制回路200两部分，其中：工作回路100由工作回路降压整流电路101、工作回路滤波储能电路102、脉冲高压发生电路103、脉冲高压指示电路104組成；控制回路200由控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲发生电路203、控制脉冲指示电路204组成；其特征为：所述的工作回路降压整流电路101的1端与所述的工作回路滤波储能电路102的2端相连接；所述的工作回路滤波储能电路102的3端与所述的脉冲高压发生电路103中的高压包T的初级线圈的4端相连接；所述的脉冲高压发生电路103中的高压包T的取样线圈的17端、18端分別与所述的脉冲高压指示电路104的41端、42端相连接；所述的控制回路降压整流电路201的20端与所述的控制回路滤波稳压电路202的21端相连接；所述的控制回路滤波稳压电路202的22端与所述的控制脉冲发生电路203的23端相连接；所述的控制脉冲发生电路203的24端、26端、28端分别与所述的控制脉冲指示电路204的25端、27端、29端相连接；所述的控制脉冲发生电路203的30端与所述的脉冲高压发生电路103的31端相连接；所述的脉冲高压发生电路103通过输出端LD1端、LD2端输出脉冲高压；AC电压的P1端与所述的工作回路降压整流电路101、所述的控制回路降压整流电路201均相连接；AC电压的P2端与所述的工作回路降压整流电路101、工作回路滤波储能电路102、脉冲高压发生电路103、控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲发生电路203、控制脉冲指示电路204均相连接。

按以上所述的方式相组合，即可组成本发明所述的脉冲高压电源，其中，所述的LD1端、LD2端为其脉冲高压输出端。

在LD1端、LD2端接入脉冲高压的负载RL，就组成为所述的离子净化设备。

图2为本发明优选的实施例1的电路原理图。

本实施例1的控制回路降压整流电路201由第五电阻R5、第六电容C6、第三瞬态电压抑止二极管TVS3、第五二极管D5、第六二极管D6、20端组成；其中：第五电阻R5、第六电容C6各自的一端均与AC电压的P1端相连接；第六电容C6的另一端、第五电阻R5的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的一端、第五二极管D5的负极、第六二极管D6的正极均互相连接；所述的第六二极管D6的负极与20端相连接；第三瞬态电压抑止二极管TVS3的另一端、第五二极管D5的正极均与公共端COM相连接；所述的公共端COM与AC电压的P2端相连接。

本领域技术人员应该了解瞬态电压抑止二极管保护电路元器件的工作原理：当其两端的电压小于其击穿电压V_BR时，其呈现高阻抗——此状态下，其对电路的工作无影响；当其两端的电压高于其击穿电压V_BR时，其呈现低阻抗——保护了电路元器件，使它们免遭雷电与强干扰的损害。

本实施例1的控制回路200的电路中采用的集成锁相环IC1、集成14位二进制计数器IC2均是较为娇气、受雷击或受强干扰之后易损伤的器件。鉴于此，在所述的控制回路200中，共设置了二级“保护单元”。在本控制回路降压整流电路201中，由第三瞬态电压抑止二极管TVS3组成第一级保护单元，后级电路中，还设有第二级保护单元。有了此二级保护单元的保护，可使包括所述的IC1、IC2在內的电路元器件免遭雷电与强干扰的损害。

简言之：所述的控制回路200具有抗雷电与强干扰的功能。

第五电阻R5是阻值较大的电阻，其作用是：停机后释放第六电容C6上存储的电荷，在分析本控制回路降压整流电路201的工作过程时，其作用可勿略不计。

本控制回路降压整流电路201的工作过程为：

在P1为高电平、P2为低电平的AC电压的正半周，电流i₃沿着P1—C6(充电、降压)—D6—后级电路—P2的路径流动，其为控制回路200提供工作必需的直流电流。

在P1为低电平、P2为高电平的AC电压的负半周，电流i₄沿着P2—D5—C6(放电)—P1的路径流动。

如此周而复始的运行，所述的电流i₃也周而复始的流动，图3显示了其波形——为半波整流的电流波形。图3中，i_半波表示半波整流电流。

本实施例的控制回路滤波稳压电路202由21端、第七电容C7、第八电容C8、第六电阻R6、第九电容C9、第十电容C10、第一稳压二极管DW1、第四瞬态电压抑止二极管TVS4、22端组成；其中，第七电容C7的一端、第八电容C8的正极、第六电阻R6的一端均与21端相连接；第六电阻R6的另一端、第九电容C9的一端、第十电容C10的正极、第一稳压二极管DW1的负极、第四瞬态电压抑止二极管TVS4的一端均与22端相连接；第七电容C7的另一端、第八电容C8的负极、第九电容C9的另一端、第十电容C10的负极、第一稳压二极管DW1的正极、第四瞬态电压抑止二极管TVS4的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

所述的电流i₃经过由第七电容C7、第八电容C8、第六电阻R6、第九电容C9、第十电容C10组成的Π形滤波器的滤波、第一稳压二极管DW1的稳压后，形成DC电压Vc。

本专业的技术人员应该了解：所述的第六电阻R6可以用电感器替代。

第四瞬态电压抑止二极管TVS4，是所述的控制回路200中的第二级保护单元。

所述的第四瞬态电压抑止二极管TVS4可用单向瞬态电压抑止二极管替代。

本实施例的控制脉冲发生电路203可以采用多种结构的电路，本实施例优选了以下的电路：其由23端、第七电阻R7、第十一电容C11、第十二电容C12、第二稳压二极管DW2、第八电阻R8、第一电位器W1、第十三电容C13、集成锁相环IC1、第九电阻R9、第十电阻R10、24端、26端、28端、第七二极管D7、第二三极管V2、第一三极管V1、第十六电阻R16、第五瞬态电压抑止二极管TVS5、30端组成；其中，第七电阻R7的一端、第七二极管D7的正极均与23端相连接；第七电阻R7的另一端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的正极、第二稳压二极管DW2的负极、第八电阻R8的一端、集成锁相环IC1的16脚均与24端相连接；第八电阻R8的另一端与第一电位器W1的一端相连接；所述的第一电位器W1的滑动臂与集成锁相环IC1的9脚相连接；集成锁相环IC1的6脚与第十三电容C13的一端相连接；第十三电容C13的另一端与集成锁相环IC1的7脚相连接；集成锁相环IC1的3脚与4脚、第二三极管V2的基极、第一三极管V1的基极均与26端相连接；第九电阻R9的一端与集成锁相环IC1的11脚相连接；第十电阻R10的一端与集成锁相环IC1的12脚相连接；第二三极管V2的集电极、第七二极管D7的负极均与28端相连接；第二三极管V2的发射极、第一三极管V1的发射极均与第十六电阻R16的一端相连接；第十六电阻R16的另一端、第五瞬态电压抑止二极管TVS5的一端均与30端相连接；第五瞬态电压抑止二极管TVS5的另一端、第一三极管V1的集电极、第十电阻R10的另一端、第九电阻R9的另一端、集成锁相环IC1的8脚与5脚、第一电位器W1的另一端、第二稳压二极管DW2的正极、第十二电容C12的负极、第十一电容C11的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

在所述的控制脉冲发生电路203中：

第七电阻R7、第十一电容C11、第十二电容C12、第二稳压二极管DW2組成DC电压的二次稳压单元，进一步加强输入至集成锁相环IC1、集成14位二进制计数器IC2之DC电压V_DD的稳定性，可防止因脉冲高压的负载RL打火而耦合(空间或线路耦合)的强信号损坏所述的IC1、IC2。

所述的集成锁相环IC1优先采用集成锁相环CD4046，其3脚、4脚均与26端相连接，所述的26端输出的脉冲波形由图6表示。调整第一电位器W1，可以调整脉冲的周期T。

再结合图2、图6：

在t₁～t₂时域，图6中的脉冲为高电平，第二三极管V2导通、第一三极管V1截止，DC电压Vc通过第七二极管D7、第二三极管V2、第十六电阻R16对场效应管FET的闸极G、源极S之间的分布电容充电并在所述的闸极G、源极S之间建立电压V_G

在t₂～t₃时域，图6中的脉冲为低电平，第二三极管V2截止、第一三极管V1导通，场效应管FET的闸极G、源极S之间的分布电容迅速放电，V_G迅速下降。在此过程中，因第十七电阻R17＞＞R16，即R17的电阻值远大于R16的电阻值，故场效应管FET的闸极G、源极S之间的分布电容主要通过第一三极管V1放电。

场效应管FET的闸极G、源极S之间的电压V_G的波形由图7表示，其为周期为T系列脉冲串，本发明命名其为控制脉冲。

本实施例的控制脉冲指示电路204可以采用多种结构的电路，本实施例优选了以下的电路：其由25端、27端、集成14位二进制计数器IC2、29端、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一插座CZ1、第一发光二极管LED1组成，其中：25端与集成14位二进制计数器IC2的16脚相连接；27端与集成14位二进制计数器IC2的10脚相连接；29端与第十五电阻R15的一端相连接；第十一电阻R11的一端与集成14位二进制计数器IC2的15脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十二电阻R12的一端与集成14位二进制计数器IC2的3脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点及第一发光二极管LED1的正极均相连接；第十三电阻R13的一端与集成14位二进制计数器IC2的2脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十四电阻R14的一端与集成14位二进制计数器IC2的1脚相连接、另一端与第一插座CZ1的一个端点相连接；第十五电阻R15的另一端也与第一插座CZ1的一个端点相连接；第一发光二极管LED1的负极、第一插座CZ1的一个端点、集成14位二进制计数器IC2的11脚与8脚均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

所述的集成14位二进制计数器IC2优先采用CD4020集成14位二进制计数器。在本发明中，将其作为分频之用。其10脚输入图6所表示的脉冲，其1脚、2脚、3脚、15脚便输出不同分频系数的脉冲。通过各脚上各自的限流电阻R14、R13、R12、R11接至第一插座CZ1，再从CZ1各个相应的端点接入发光二极管，就组成了美观的流水灯。若应用本发明组成家用等离子净化设备，在其面板上设置所述的流水灯，可增加其美观程度。

在本实施例中，集成14位二进制计数器IC2的三脚通过限流电阻R12与第一发光二极管LED1相连接。这样的连接有以下的有益效果：

1、通过LED1亮与不亮，可判断DC电压Vc与V_DD是否正常；

2、通过LED1的亮度，可判断DC电压Vc与V_DD的高与低；

3、通过LED1是否闪烁，可判断集成锁相环IC1的工作是否正常；

4、通过LED1闪烁的频率，可以大致判断图6所表示的脉冲重复频率；

5、调整第一电位器W1时，通过观察LED1闪烁的频率是否变化，可判断集成锁相环IC1、第一电位器W1的工作状态是否正常；

6、焊下第七电阻R7(相当于切断了IC1、IC2的DC电源)，再观察LED1的状态，可以判断IC1、IC2是否受损。

简言之：所述的第一发光二极管LED1可以清楚明了地指示控制回路200的工作状态。

本实施例的工作回路降压整流电路101可以采用多种结构的电路，本实施例优选了以下的电路：其由第一瞬态电压抑止二极管TVS1、熔断丝FU、温控开关TC、第一电容C1、第一电阻R1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2、第一二极管D1、第二二极管D2、1端组成；其中，所述的第一瞬态电压抑止二极管TVS1的一端与AC电压的P1端相连接；所述的熔断丝FU的一端也与AC电压的P1端相连接、另一端与温控开关TC的一端相连接；所述的温控开关TC的另一端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端均相连接；所述的第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的一端、第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极均互相连接；所述的第二二极管D2的负极与1端相连接；所述的第一二极管D1的正极、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的另一端、第一瞬态电压抑止二极管TVS1的另一端、公共端COM均与AC电压的P2端相连接。

所述的第一瞬态电压抑止二极管TVS1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2组成了工作回路100的二级保护单元，使所述的工作回路100具有抗雷击和抗强干扰的能力。

所述的第二瞬态电压抑止二极管TVS2可用单向瞬态电压抑止二极管替代。

简言之，所述的工作回路100具有抗雷击和抗强干扰的功能。

温控开关TC安装在场效应管FET的散热板上，当散热板的温度低于温控开关TC的动作温度(例如90℃)时，温控开关TC处于接通的状态，相应的，所述的工作回路100处于与AC电压接通的正常工作状态；

当散热板的温度超过温控开关TC的动作温度(例如90℃)时(此状态下，工作回路100超荷，为不正常状态)，温控开关TC跳开，处于断开的状态，相应的，所述的工作回路100处于与AC电压断开、停止工作、受保护的状态。

简言之，所述的工作回路100具有超温自动保护的功能。

第一电阻R1是阻值较大的电阻，其作用是：停机后释放第一电容C1上存储的电荷，在分析本工作回路降压整流电路101的工作过程时，其作用可勿略不计。

结合图2，本工作回路降压整流电路101的工作过程为：

在P1为高电平、P2为低电平的AC电压的正半周，电流i₁沿着P1—熔断丝FU—温控开关TC—第一电容C1(充电、降压与限流)—D2—后级电路—P2的路径流动，其为工作回路提供工作必需的直流电流；

在P1为低电平、P2为高电平的AC电压的负半周，电流i₂沿着P2—D1—C1(放电)—TC—FU—P1的路径流动。

如此周而复始的运行，所述的电流i₁也周而复始的流动，图3显示了其波形，其为半波整流的电流波形(如前所述，图3中的i_半波表示半波整流电流)。

AC电压可以用下式表示：

u＝U_mSin(ωt+φ)——U_m为AC电压的的振幅值、ω为AC电压的角频率、φ为AC电压的初相角、u为AC电压的瞬时值。

为简化，设初相角φ＝0，则AC电压的表示式为：u＝U_mSinωt，图5显示了其波形。

现在再阐述脉冲高压电源的负载RL短路后即RL→0之后，本发明半波整流电流i₁的有效值状况：

结合图2，若勿略第一电阻R1、第二二极管D2的影响，脉冲高压电源的负载RL短路后即RL→0之后，从AC电压输入端朝工作回路100看的等效输入阻抗Z_短路≈—jX_c1

上式中X_c1为降压电容C1的容抗值X_c1＝1/ωC₁

Z_短路≈—jX_c1＝1/jωC₁，设此时工作回路100的输入电流i₁为i_短路则：

i_短路＝U╱Z_短路＝U╱1/jωC₁＝j U·ωC₁＝j U·2лF C₁————————(1)(1)式中U为AC电压的有效值、F为其之频率，字母j表示i_短路超前电压90°

若图5所显示的AC电压采用频率为50Hz的220V工频交流电，则RL短路后即RL→0之后，工作回路100的输入电流i_短路有效值为：

i_短路＝U╱Z_短路＝j U·2лF C₁＝j220·2л·50C₁≈j69080C₁———————(2)(2)式表明：RL短路后，工作回路100的输入电流i_短路有效值是由第一电容C₁的容值决定的有限的数值。

只要选定第一电容C₁合适的容值，使工作回路100的输入电流i_短路有效值小于工作回路100中的器件例如高压包T、场效应管FET所能承受的电流值，所述的脉冲高压电源就可在负载RL短路的状态下可靠运行。換言之：本发明是一种允许负载短路的脉冲高压电源。

本实施例的工作回路滤波储能电路102可以采用多种结构的电路，本实施例优选了以下的电路：其由2端、第二电容C2、第三电容C3、第二电阻R2、电感L、第三电阻R3、第四电容C4、第五电容C5、3端组成；其中，第二电容C2的一端、第三电容C3的正极、第二电阻R2的一端、电感L的一端均与所述的2端相连接；所述的电感L的另一端、第三电阻R3的一端、第四电容C4的一端、第五电容C5的正极均与所述的3端相连接；所述的第二电容C2的另一端、第三电容C3的负极、第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的负极均与公共端COM相连接；公共端COM与AC电压的P2端相连接。

本工作回路滤波储能电路102具有两种功能：

1、滤波：第二电容C2、第三电容C3、电感L、第四电容C4、第五电容C5组成Π形滤波器，滤除图3所显示的半波整流电流中的交流成份，减小本“工作回路滤波储能电路102”输出的DC电压V₀的纹波电压；

2、储能：结合图2、图7，在t₁～t₂时域，图7显示的控制脉冲为“脉冲占”的高电平状态，场效应管FET导通，电流I_D流动，第三电容C3、第五电容C5放电释能；在t₂～t₃时域，图7显示的控制脉冲为“脉冲空”的低电平状态，场效应管FET截止，电流I_D截止，半波整流电流i₁对第三电容C3、第五电容C5充电，第三电容C3、第五电容C5储能。

第三电容C3、第五电容C5之释能、储能的周期与图7所显示的控制脉冲的周期T相同。只要第一电容C1、第三电容C3、第五电容C5的容值足够大，DC电压V₀就可持续提供本发明的工作需求的电流I_D。

本实施例的脉冲高压发生电路103可以采用多种结构的电路，本实施例优选了以下的电路：其由第三二极管D3、高压包T、第十七电阻R17、场效应管FET、第六瞬态电压抑止二极管TVS6、31端、LD1端、LD2端组成；其中：第三二极管D3的负极与高压包T的初级线圈的4端相连接；高压包T的初级线圈的10端与所述的第三二极管D3的正极、第六瞬态电压抑止二极管TVS6的负极、场效应管FET的漏极D均相连接；第十七电阻R17的一端、场效应管FET的闸极G均与31端相连接；场效应管FET的源极S、第十七电阻R17的另一端、第六瞬态电压抑止二极管TVS6的正极均与公共端COM相连接；所述的公共端COM与AC电压的P2端相连接；所述的高压包T的次级线圈的12端与高压输出端LD2端相连接；高压包T中的高压硅堆D4的连接方法有两种：第一种，高压硅堆D4的负极与高压包T的次级线圈的11端相连接，正极与高压输出端LD1端相连接(此时，所述的脉冲高压电源输出负高压)；第二种，高压硅堆D4的正极与高压包T的次级线圈的11端相连接，负极与高压输出端LD1端相连接，(此时，所述的脉冲高压电源输出正高压)。

所述的场效应管FET可以用其他器件例如功率晶体管(BJT)、绝緣栅双极型晶体管(IGBT)、电子注入增强栅晶体管(IEGT)、靜电感应晶体管(SIT)、可关断晶闸管(GTO)、靜电感应晶闸管(SITH)代用。

结合图7：

在t₁～t₂时域，控制脉冲为“脉冲占”的高电平状态，场效应管FET闸极G上的电压V_G为高电平，场效应管FET导通，电流I_D流动；

在t₂～t₃时域，控制脉冲为“脉冲空”的低电平状态，场效应管FET闸极G上的电压V_G为低电平，场效应管FET截止，电流I_D也随之截止。

经高压包升压、高压硅堆D4整流，在LD1端、LD2端便输出图8所表示的脉冲高压，其波形与图7所表示的控制脉冲的波形相似。在电流I_D流动的t₁～t₂时域，为“脉冲占”的状态，LD1端、LD2端输出高电平；在电流I_D截止的t₂～t₃时域时，为“脉冲空”的状态，LD1端、LD2端输出低电平。

第六瞬态电压抑止二极管TVS6为场效应管FET的一个保护单元，可以防止因场效应管FET漏极D上的电压过高而受损坏。

本实施例的脉冲高压指示电路104由41端、第八二极管D8、第十五电容C15、第十六电容C16、第七瞬态电压抑止二极管TVS7、第十八电阻R18、第二发光二极管LED2、42端组成；其中：41端与所述的高压包T的取样线圈的17端相连接；42端与所述的高压包T的取样线圈的18端相连接；第八二极管D8的正极与41端相连接；第八二极管D8的负极、第十五电容C15的一端、第十六电容C16的正极、第七瞬态电压抑止二极管TVS7的负极均与第十八电阻R18的一端相连接；第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的负极、第七瞬态电压抑止二极管TVS7的正极、第二发光二极管LED2的负极均与42端相连接；所述的第二发光二极管LED2的正极与第十八电阻R18的另一端相连接。

高压包T的取样线圈获取的信号电流经第八二极管D8整流、第十五电容C15与第十六电容C16滤波、第七瞬态电压抑止二极管TVS7箝位、第十八电阻R18限流之后，流入第二发光二极管LED2。

所述的第二发光二极管LED2可以指示本发明的以下状态：

1、其正常发光，指示本发明工作正常；

2、其不亮，但第一发光二极管LED1正常闪烁、指示所述的脉冲高压发生电路103工作不正常；

3、其发光暗淡，指示本发明的负载RL短路或准短路；

4、其发光但闪烁，指示本发明的负载RL正在打火；

5、AC电压接通后，其短暂发光，而后熄灭，指示高压包T中的高压硅堆D4已击穿；

6、焊下第七电阻二极管D7，(相当于切断了第二、第一三极管V2、V1的DC电源)，再观察LED2的状态，可以判断V2、V1是否受损。

简言之：所述的第二发光二极管LED2可以清楚明了地指示本发明的工作状态。

综上所述：本实施例1的工作过程为：

1、控制脉冲发生电路203产生图7所显示的控制脉冲并施加在场效应管FET的闸极G与源极S之间；

2、工作回路降压整流电路101、工作回路滤波储能电路102协同工作，以半波整流的方式产生DC电压V₀；

3、控制脉冲与DC电压V₀协同工作，当控制脉冲为高电平时，场效应管FET导通，电流I_D流动；当控制脉冲为低电平时，场效应管FET截止，电流I_D截止；

4、通过电流I_D的流动与高压包升压、整流，便在LD1端、LD2端输出了脉冲高压。

本实施例1具有以下的技术特征：

1、设有多重保护单元，可使本发明免遭雷击与强干扰的损害；

2、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2指示了本发明的工作状态；

3、不惧负载RL短路，本发明是一种允许负载短路的脉冲高压电源。

图9为本发明优选的实施例2的电路原理图。与实施例1相比较，本实施例2与实施例1有以下不同之处：

1、实施例1的公共端COM与AC电压的P2端相连接，而本实施例2的公共端COM则不与AC电压的P2端直接相连接；

2、工作回路降压整流电路101与实施例1不相同。

本实施例2的“工作回路降压整流电路101”由第一瞬态电压抑止二极管TVS1、熔断丝FU、温控开关TC、第一电容C1、第一电阻R1、第二瞬态电压抑止二极管TVS2、第三十一二极管D31、第三十二二极管D32、第三十三二极管D33、第三十四二极管D34、1端组成；其中，所述的第一瞬态电压抑止二极管TVS1的一端与AC电压的P1端相连接；所述的熔断丝FU的一端也与AC电压的P1端相连接、另一端与温控开关TC的一端相连接；所述的温控开关TC的另一端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端均相连接；所述的第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的一端、第三十一二极管D31的负极、第三十二二极管D32的正极均互相连接；第三十二二极管D32的负极、第三十四二极管D34的负极均与1端相连接；第三十一二极管D31的正极、第三十三二极管D33的正极均与公共端COM相连接；第三十四二极管D34的正极、第三十三二极管D33的负极、第二瞬态电压抑止二极管TVS2的另一端、第一瞬态电压抑止二极管TVS1的另一端均与AC电压的P2端相连接。

结合图9，在P1端为高电平、P2端为低电平的AC电压正半周，整流电流i₃₁按：P1—熔断丝FU—温控开关TC—第一电容C1(充电、降压与限流)—D32—后级电路—公共端COM—D33—P2的路径流动；

在P1端为低电平P2端为高电平的AC电压负半周，整流电流i₃₁按：P2—D34—后级电路—公共端COM—D31—第一电容C1(放电)—温控开关TC—熔断丝FU—P1的路径流动。

电流i₃₁为全波整流电流，波形由图4表示，其为工作回路提供工作必需的直流电流。

结合图9，只要适当地调整第一电容C1的值，负载RL短路之后，将电流ID控制在高压包T、场效应管FET所能承受的范围内，本实施例2便可实现“允许负载短路”的功能。

3、控制回路降压整流电路201与实施例1不相同。

本实施例2的控制回路降压整流电路201由第三十一电阻R31、第三十一电容C31、第三十二电阻R32、第三十二电容C32、第三瞬态电压抑止二极管TVS3、第三十五二极管D35、第三十六二极管D36、第三十七二极管D37、第三十八二极管D38、20端组成；其中：第三十一电阻R31、第三十一电容C31各自的一端均与AC电压的P1端相连接；第三十二电阻R32、第三十二电容C32各自的一端均与AC电压的P2端相连接；第三十一电阻R31的另一端、第三十一电容C31的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的一端、第三十五二极管D35的负极均与第三十六二极管D36的正极相连接；第三十二电阻R32的另一端、第三十二电容C32的另一端、第三瞬态电压抑止二极管TVS3的另一端、第三十七二极管D37的负极均与第三十八二极管D38的正极相连接；第三十六二极管D36的负极、第三十八二极管D38的负极均与20端相连接；第三十五二极管D35的正极、第三十七二极管D37的正极均与公共端COM相连接。

本实施例2中，控制回路降压整流电路201的工作原理与工作过程与所述的工作回路降压整流电路101相同。

结合图2、图9：本实施例2的工作过程与实施例1相同。

图10为本发明优选的实施例3的电路原理图。本实施例3的工作回路100、控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲指示电路204均与实施例1相同，仅控制脉冲发生电路203与实施例1不相同。

结合图10，本实施例3的控制脉冲发生电路203由23端、第七电阻R7、第十一电容C11、第十二电容C12、第二稳压二极管DW2、第二十电阻R20、第二电位器W2、第二十一电阻R21、第二十电容C20、第二十一二极管D21、第二十二二极管D22、集成时基电路IC3、第二十一电容C21、24端、26端、28端、第七二极管D7、第二三极管V2、第一三极管V1、第十六电阻R16、第五瞬态电压抑止二极管TVS5、30端组成；其中，第七电阻R7的一端、第七二极管D7的正极均与23端相连接；第七电阻R7的另一端、第十一电容C11的一端、第十二电容C12的正极、第二稳压二极管DW2的负极、第二十电阻R20的一端、集成时基电路IC3的4脚与8脚均与24端相连接；第二十电阻R20的另一端与第二电位器W2的一端相连接；第二电位器W2的另一端与第二十一电阻R21的一端相连接；第二十一电阻R21另一端与第二十二二极管D22的负极相连接；第二十二二极管D22的正极、第二十电容C20的一端、集成时基电路IC3的2脚与6脚均与第二十一二极管D21的负极相连接；第二十一二极管D21的正极、第二电位器W2的滑动臂均与集成时基电路IC3的7脚相连接；集成时基电路IC3的5脚与第二十一电容C21的一端相连接；集成时基电路IC3的3脚、第二三极管V2的基极、第一三极管V1的基极均与26端相连接；第二三极管V2的集电极、第七二极管D7的负极均与28端相连接；第二三极管V2的发射极、第一三极管V1的发射极均与第十六电阻R16的一端相连接；第十六电阻R16的另一端、第五瞬态电压抑止二极管TVS5的一端均与30端相连接；第五瞬态电压抑止二极管TVS5的另一端、第一三极管V1的集电极、第二十一电容C21的另一端、集成时基电路IC3的1脚、第二十电容C20的另一端、第二稳压二极管DW2的正极、第十二电容C12的负极、第十一电容C11的另一端均与公共端COM相连接；AC电压的P2端与公共端COM相连接。

所述的集成时基电路IC3优先采用NE555集成时基电路。

结合图6、图10：

t＝t₁时，AC电压接通，DC电压V_DD输入所述的集成时基电路NE555中，由于第二十电容C20上的电压不能突变，故其电压即集成时基电路NE555的2脚上的电压＜1/3V_DD，集成时基电路NE555的3脚输出高电平；

在t₁～t₂时域，DC电压V_DD通过第二十电阻R20——第二电位器W2——第二十一二极管D21——第二十电容C20的路径对第二十电容C20充电；

t＝t₂时，第二十电容C20上的电压即NE555的6脚与2脚上的电压＞2/3V_DD，集成时基电路NE555复位，其3脚输出低电平；

此时，集成时基电路NE555的7脚与DC电压V_DD的负端即公共端COM导通，第二十电容C20通过：第二十电容C20——第二十二二极管D22——第二十一电阻R21——第二电位器W2——NE555的7脚——公共端COM的路径放电；

在t₂～t₃时域，NE555的2脚上的电压一直＞1/3V_DD，故其3脚一直输出低电平；

随着放电的进程，NE555的2脚上的电压不断降低，t＝t₃时，该2脚上的电压＜1/3V_DD，相应的：NE555的3脚变为输出高电平。

周而复始的运行，NE555的3脚便输出图6所显示的脉冲。

通过调整第二电位器W2，可以调节脉冲的占空比。

本实施例3的工作过程与实施例1相同。

图11为本发明优选的实施例4的电路原理图。本实施例4的工作回路100与实施例2相同；控制回路降压整流电路201、控制回路滤波稳压电路202、控制脉冲指示电路204也与实施例2相同；控制脉冲发生电路203与实施例3基本相同，两者不同之处为：所述的控制脉冲发生电路203，在实施例3中，公共端COM与AC电压的P2端相连接，而在本实施例4中，相应的公共端COM与AC电压的P2端未直接连接。

本实施例4的工作过程与实施例1相同。

以上阐述了本发明的技术方案，一切不脱离本发明的技术方案之实质的替代，都应在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种允许负载短路的脉冲高压电源，包括工作回路(100)、控制回路(200)两部分，工作回路(100)由工作回路降压整流电路(101)、工作回路滤波储能电路(102)、脉冲高压发生电路(103)、脉冲高压指示电路(104)组成；控制回路(200)由控制回路降压整流电路(201)、控制回路滤波稳压电路(202)、控制脉冲发生电路(203)、控制脉冲指示电路(204)组成；

其特征在于：所述工作回路降压整流电路(101)的1端与所述工作回路滤波储能电路(102)的2端相连接；所述工作回路滤波储能电路(102)的3端与所述脉冲高压发生电路(103)中高压包T的初级线圈的4端相连接；所述脉冲高压发生电路(103)中的高压包T的取样线圈的17端、18端分別与所述脉冲高压指示电路(104)的41端、42端相连接；所述控制回路降压整流电路(201)的20端与所述控制回路滤波稳压电路(202)的21端相连接；所述控制回路滤波稳压电路(202)的22端与所述控制脉冲发生电路(203)的23端相连接；所述控制脉冲发生电路(203)的24端、26端、28端分别与所述控制脉冲指示电路(204)的25端、27端、29端相连接；所述控制脉冲发生电路(203)的30端与所述脉冲高压发生电路(103)的31端相连接；所述脉冲高压发生电路(103)通过输出端LD1端、LD2端输出脉冲高压；AC电压与所述工作回路降压整流电路(101)、所述控制回路降压整流电路(201)均相连接；所述工作回路降压整流电路(101)、工作回路滤波储能电路(102)、脉冲高压发生电路(103)、控制回路降压整流电路(201)、控制回路滤波稳压电路(202)、控制脉冲发生电路(203)、控制脉冲指示电路(204)均与公共端(COM)相连接；

其中，工作回路降压整流电路(101)由第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)、熔断丝(FU)、温控开关(TC)、第一电容(C1)、第一电阻(R1)、第二瞬态电压抑止二极管(TVS2)、第三十一二极管(D31)、第三十二二极管(D32)、第三十三二极管(D33)、第三十四二极管(D34)、1端组成；

工作回路滤波储能电路(102)由2端、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第二电阻(R2)、电感(L)、第三电阻(R3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、3端组成；

脉冲高压发生电路(103)由第三二极管(D3)、高压包(T)、第十七电阻(R17)、场效应管(FET)、第六瞬态电压抑止二极管(TVS6)、31端、LD1端、LD2端组成；

脉冲高压指示电路(104)由41端、第八二极管(D8)、第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第七瞬态电压抑止二极管(TVS7)、第十八电阻(R18)、第二发光二极管(LED2)、42端组成；

控制回路降压整流电路(201)由第三十一电阻(R31)、第三十一电容(C31)、第三十二电阻(R32)、第三十二电容(C32)、第三瞬态电压抑止二极管(TVS3)、第三十五二极管(D35)、第三十六二极管(D36)、第三十七二极管(D37)、第三十八二极管(D38)、20端组成；

控制回路滤波稳压电路(202)由21端、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第六电阻(R6)、第九电容(C9)、第十电容(C10)、第一稳压二极管(DW1)、第四瞬态电压抑止二极管(TVS4)、22端组成；

控制脉冲发生电路(203)由23端、第七电阻(R7)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第二稳压二极管(DW2)、第八电阻(R8)、第一电位器(W1)、第十三电容(C13)、集成锁相环IC1、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、24端、26端、28端、第七二极管(D7)、第二三极管(V2)、第一三极管(V1)、第十六电阻(R16)、第五瞬态电压抑止二极管(TVS5)、30端组成；

控制脉冲指示电路(204)由25端、27端、集成14位二进制计数器IC2、29端、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第一插座(CZ1)、第一发光二极管(LED1)组成；

其中，温控开关(TC)安装在场效应管(FET)的散热板上，当散热板的温度低于温控开关(TC)的动作温度时，温控开关(TC)处于接通的状态；当散热板的温度超过温控开关(TC)的动作温度时，温控开关(TC)跳开，处于断开的状态。

2.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：工作回路降压整流电路(101)的所述第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)的一端与AC电压的P1端相连接；所述熔断丝(FU)的一端也与AC电压的P1端相连接、另一端与温控开关(TC)的一端相连接；所述温控开关(TC)的另一端与第一电容(C1)的一端、第一电阻(R1)的一端均相连接；所述第一电容(C1)的另一端、第一电阻(R1)的另一端、第二瞬态电压抑止二极管(TVS2)的一端、第三十一二极管(D31)的负极、第三十二二极管(D32)的正极均互相连接；第三十二二极管(D32)的负极、第三十四二极管(D34)的负极均与1端相连接；第三十一二极管(D31)的正极、第三十三二极管(D33)的正极均与公共端(COM)相连接；第三十四二极管(D34)的正极、第三十三二极管(D33)的负极、第二瞬态电压抑止二极管(TVS2)的另一端、第一瞬态电压抑止二极管(TVS1)的另一端均与AC电压的P2端相连接。

3.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：工作回路滤波储能电路(102)的第二电容(C2)的一端、第三电容(C3)的正极、第二电阻(R2)的一端、电感(L)的一端均与所述2端相连接；所述电感(L)的另一端、第三电阻(R3)的一端、第四电容(C4)的一端、第五电容(C5)的正极均与所述3端相连接；所述第二电容(C2)的另一端、第三电容(C3)的负极、第二电阻(R2)的另一端、第三电阻(R3)的另一端、第四电容(C4)的另一端、第五电容(C5)的负极均与公共端(COM)相连接。

4.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：脉冲高压发生电路(103)的第三二极管(D3)的负极与高压包(T)的初级线圈的4端相连接；高压包(T)的初级线圈的10端与所述第三二极管(D3)的正极、第六瞬态电压抑止二极管(TVS6)的负极、场效应管(FET)的漏极(D)均相连接；第十七电阻(R17)的一端、场效应管(FET)的闸极(G)均与31端相连接；场效应管(FET)的源极(S)、第十七电阻(R17)的另一端、第六瞬态电压抑止二极管(TVS6)的正极均与公共端(COM)相连接；所述公共端(COM)与AC电压的P2端相连接；所述高压包(T)的次级线圈的12端与高压输出端LD2端相连接；

其中，高压包(T)中的高压硅堆(D4)的负极与高压包(T)的次级线圈的11端相连接，正极与高压输出端LD1端相连接；

或者，高压包(T)中的高压硅堆(D4)的正极与高压包(T)的次级线圈的11端相连接，负极与高压输出端LD1端相连接。

5.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

脉冲高压指示电路(104)的41端与所述高压包T的取样线圈的17端相连接；42端与所述高压包T的取样线圈的18端相连接；第八二极管(D8)的正极与41端相连接；第八二极管(D8)的负极、第十五电容(C15)的一端、第十六电容(C16)的正极、第七瞬态电压抑止二极管(TVS7)的负极均与第十八电阻(R18)的一端相连接；第十五电容(C15)的另一端、第十六电容(C16)的负极、第七瞬态电压抑止二极管(TVS7)的正极、第二发光二极管(LED2)的负极均与42端相连接；所述第二发光二极管(LED2)的正极与第十八电阻(R18)的另一端相连接。

6.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

控制回路降压整流电路(201)的第三十一电阻(R31)、第三十一电容(C31)各自的一端均与AC电压的P1端相连接；第三十二电阻(R32)、第三十二电容(C32)各自的一端均与AC电压的P2端相连接；第三十一电阻(R31)的另一端、第三十一电容(C31)的另一端、第三瞬态电压抑止二极管(TVS3)的一端、第三十五二极管(D35)的负极均与第三十六二极管(D36)的正极相连接；第三十二电阻(R32)的另一端、第三十二电容(C32)的另一端、第三瞬态电压抑止二极管(TVS3)的另一端、第三十七二极管(D37)的负极均与第三十八二极管(D38)的正极相连接；第三十六二极管(D36)的负极、第三十八二极管(D38)的负极均与20端相连接；第三十五二极管(D35)的正极、第三十七二极管(D37)的正极均与公共端(COM)相连接。

7.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

控制回路滤波稳压电路(202)的第七电容(C7)的一端、第八电容(C8)的正极、第六电阻(R6)的一端均与21端相连接；第六电阻(R6)的另一端、第九电容(C9)的一端、第十电容(C10)的正极、第一稳压二极管(DW1)的负极、第四瞬态电压抑止二极管(TVS4)的一端均与22端相连接；第七电容(C7)的另一端、第八电容(C8)的负极、第九电容(C9)的另一端、第十电容(C10)的负极、第一稳压二极管(DW1)的正极、第四瞬态电压抑止二极管(TVS4)的另一端均与公共端(COM)相连接。

8.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

控制脉冲发生电路(203)的第七电阻(R7)的一端、第七二极管(D7)的正极均与23端相连接；第七电阻(R7)的另一端、第十一电容(C11)的一端、第十二电容(C12)的正极、第二稳压二极管(DW2)的负极、第八电阻(R8)的一端、集成锁相环(IC1)的16脚均与24端相连接；第八电阻(R8)的另一端与第一电位器(W1)的一端相连接；所述的第一电位器(W1)的滑动臂与集成锁相环IC1的9脚相连接；集成锁相环IC1的6脚与第十三电容(C13)的一端相连接；第十三电容(C13)的另一端与集成锁相环IC1的7脚相连接；集成锁相环IC1的3脚与4脚、第二三极管(V2)的基极、第一三极管(V1)的基极均与26端相连接；第九电阻(R9)的一端与集成锁相环IC1的11脚相连接；第十电阻(R10)的一端与集成锁相环IC1的12脚相连接；第二三极管(V2)的集电极、第七二极管(D7)的负极均与28端相连接；第二三极管(V2)的发射极、第一三极管(V1)的发射极均与第十六电阻(R16)的一端相连接；第十六电阻(R16)的另一端、第五瞬态电压抑止二极管(TVS5)的一端均与30端相连接；第五瞬态电压抑止二极管(TVS5)的另一端、第一三极管(V1)的集电极、第十电阻(R10)的另一端、第九电阻(R9)的另一端、集成锁相环IC1的8脚与5脚、第一电位器(W1)的另一端、第二稳压二极管(DW2)的正极、第十二电容(C12)的负极、第十一电容(C11)的另一端均与公共端(COM)相连接。

9.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

控制脉冲指示电路(204)的25端与集成14位二进制计数器IC2的16脚相连接；27端与集成14位二进制计数器IC2的10脚相连接；29端与第十五电阻(R15)的一端相连接；第十一电阻(R11)的一端与集成14位二进制计数器IC2的15脚相连接、另一端与第一插座(CZ1)的一个端点相连接；第十二电阻(R12)的一端与集成14位二进制计数器IC2的3脚相连接、另一端与第一插座(CZ1)的一个端点及第一发光二极管(LED1)的正极均相连接；第十三电阻(R13)的一端与集成14位二进制计数器IC2的2脚相连接、另一端与第一插座(CZ1)的一个端点相连接；第十四电阻(R14)的一端与集成14位二进制计数器IC2的1脚相连接、另一端与第一插座(CZ1)的一个端点相连接；第十五电阻(R15)的另一端也与第一插座(CZ1)的一个端点相连接；第一发光二极管(LED1)的负极、第一插座(CZ1)的一个端点、集成14位二进制计数器IC2的11脚与8脚均与公共端(COM)相连接。

10.根据权利要求1所述的允许负载短路的脉冲高压电源，其特征在于：

其中，所述第三瞬态电压抑止二极管(TVS3)作为所述控制回路(200)的第一级保护单元，所述第四瞬态电压抑止二极管(TVS4)作为所述控制回路(200)的第二级保护单元，使得所述IC1和IC2免受雷电和强干扰的损害；

所述第一发光二极管(LED1)的作用为：通过第一发光二极管(LED1)亮与不亮，判断DC电压Vc与V_DD是否正常；通过所述第一发光二极管(LED1)的亮度，判断DC电压Vc与V_DD的高与低；通过所述第一发光二极管(LED1)是否闪烁，判断集成锁相环IC1的工作是否正常；通过所述第一发光二极管(LED1)闪烁的频率，判断脉冲重复频率。