[实用新型]一种用于功率器件测试系统的高压电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路测试技术领域，尤其是指一种用于功率器件测试系统的高压电源电路。

背景技术

目前开发和生产的功率器件测试机的智能型高压电源模块的输出最大电压一般为1000V左右，极少数达到2000V，对于输出更高电压（如2000V以上电压）的智能型高压电源模块则难以实现，这是因为在高压领域，当整个电路要实现高压输出时，由于电晕效应的存在，会使得电路中元器件热效应显著、性能恶化，空气电离产生负离子影响绝缘性，粘胶变质、碳化，导线松散、绝缘老化甚至短路，低压回路中的敏感元器件更是难以承受电晕效应的干扰，因此，电晕效应的存在将使电路要实现1000V以上高电压的输出时，变动十分困难，尤其是当输出电压提高一倍时，这种电晕效应往往是几倍的递增，使得输出结果变得非常难以控制，电晕效应给高压电路所带来的干扰是目前行业所面临的一个共同的难题。除此之外，电晕效应对纳安级别电流的测量影响非常明显，在高压情况下，由于电晕效应的存在，会存在电晕电流，电晕电流是一种断断续续的高频脉冲电流，引起有功损耗和辐射干扰，这些将对纳安级别电流的测量产生严重的干扰。同时，不少智能型高压电源专用电路的可靠性也很差，在用户实际使用中经常损坏，烧坏模块中的一些敏感元器件，从而使设备的整体性能恶化甚至损坏，给生产管理带来了各种麻烦及风险，降低公司效益。

中国专利公开号，公开日2010年9月8日，名称为“高频高压电源控制电路”的实用新型专利中公开了一种高频高压电源控制电路，包括整流电路，桥式逆变电路及LC谐振电路，它还设有主回路电流采样电路及高压电流采样电路，主回路电流采样电路连接有短路检测电路，短路检测电路连接有综合停止电路；所述高压电流采样电路分别连接有空载检测电路、放电检测电路及恒流控制电路，空载检测电连接综合停止电路，综合停止电路通过电磁开关连接至整流电路，放电检测电路、电磁开关及恒流控制电路的分别通过带软启动波形发生器连接至功率开关管驱动电路，功率开关管驱动电路输出端与桥式逆变电路连接。不足之处在于该电源控制电路仍难实现2000V以上的高压输出。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中功率器件测试机最大输出电压较低，难以实现高压输出的缺点，提供一种能输出高压的用于功率器件测试系统的高压电源电路。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种用于功率器件测试系统的高压电源电路，包括DA转换电路和高压功放电路，高压功放电路包括反向积分电路、升压电路、幅值扩展电路和反馈及档位选择电路，反向积分电路的输入同时与DA转换电路和反馈及档位选择电路的输出相连接，反向积分电路的输出与升压电路的输入相连接，升压电路的输出与幅值扩展电路的输出相连接，升压电路的输出与反馈及档位选择电路的输入相连接，升压电路同时提供高压信号输出；高压功放电路工作时，可向外部负载提供可调节的高精度高稳定性的高电压。高压功放电路工作原理如下：在给整个电路上电之初，由DA转换模块电路输入的0到±10V的偏置信号V00与反馈信号V06（此时初值为0）叠加，得到净输入量V01，V01经反馈积分电路21积分之后，得到V02及V03，然后经由升压电路升压得到输出电压V05，输出电压V05经反馈及档位选择电路与输入设置的偏置信号V00叠加，当V00与V06叠加之后的净输入量V01为0时，此时整个电路处于稳态，输出电压V05达到设定值且稳定。通过高压功放电路2可以实现精密控制0到3000V及以上高压信号V05的输出，同时这种经过合理电路设计及优化的防晕结构参数能够有效的避免了高压下的电晕效应对整个电路，尤其是低压电路中敏感元器件的影响，并极大的减小电晕电流对nA级电流测量所带来的干扰。

作为一种优选方案，幅值扩展电路主要由M级达林顿管功放电路和N级达林顿管功放电路组成；DA转换电路还与上位机相连接，上位机还与开关电源控制电路相连接，开关电源控制电路控制幅值扩展电路的工作状态。

作为一种优选方案，N级达林顿功放管和M级达林顿功放管的数目互相独立，均可以为奇数或偶数，M取值范围1-50，N的取值也为1-50。通过由N级达林顿功放管和M级达林顿功放管组成的幅值扩展电路作为升压电路的供电电路，一方面降低每一级晶体管的耐压值，另一方面增强整个电路的驱动能力。在设计更高输出电压的智能型高压电源专用电路中，需要将达林顿结构的驱动电路的数目做适当的增加，同时，对幅值扩展电路中各级晶体管的偏置电阻进行合理设置。

本实用新型的有益效果是，用于功率器件测试系统的高压电源电路有效预防了电晕效应，实现了高压输出能力，且精度较高。