精密高压稳压电源的研究与设计

陈振生，胡咏梅，李长青

（1．山东凯文科技职业学院 电工电子实训中心，山东 济南 250200；2．山东大学 控制科学与工程学院 ，山东 济南 250061）

电子束曝光机的高压电源波动直接影响制版精度，提高高压电源的稳定度和可靠性是电子束曝光机由实验阶段走向实用阶段的必经之路[1]。

为满足我校研制的新型电子束曝光机对高压电源技术指标的要求，我们设计和研制了最高输出可达30 kV的精密高压稳压电源。在电源系统的设计中，采用了直接调整和间接调整相结合的复合调整方案，采用了集中补偿和分散补偿相结合的系统补偿方式，对关键技术采取了针对性的有效措施。通过长期实际工作运行，证明该电源系统性能稳定、工作可靠，为电子束曝光机制版精度的提高提供了必备条件。

图1 30 kV精密高压电源原理框图Fig．1 Fundamental diagram of 30 kV precision high voltage power supply

1 电源系统总体设计方案

该电源系统总体设计原理框图如图1所示，其主要特点如下所述。

1.1 采用交流稳压器进行前级交流预稳

如图1所示，220 V工频电压经稳压变压器交流预稳压后，再给电源系统各单元电路交流供电。稳压变压器具有交流预稳、抗干扰、抑制过载电流和输出短路保护等功能，对电源的稳定性和可靠性有重要作用。稳压变压器的电压调整率≤1%，负载稳定度≤2%。

1.2 采用5 kHz正弦振荡器作为逆变器

该电源系统的主要设计目标是高精度、高稳定性、低纹波和低漂移。通常高压电源采用饱和式逆变器，其优点是功耗低，但存在输出方波叠加高幅度尖峰脉冲的缺点，从而使输出高压中出现很大纹波[2]。……