频率、电压、波形连续可调的多功能高低压电源 本发明涉及一种电工设备，特别是涉及一种可以连续可调节频率、电压、波形的高压电源。
目前高压电源主要是直流和50Hz交流高压输出形式、例如FH-426B 3KV直流高压源(国营二三一厂)高压源是一种分段调节输出的高压源，其内部电路采用晶体管DC-DC变换，由于受到晶体管的功耗和耐压的限制，其输出不能连续调节，且输出电流小，另一种JC-4型介质击穿装置(交、直流高压输出，常州电子仪器厂生产)，其输出可以是直流也可以是50Hz交流，与前者相同的是，不能连续调节输出电压。其变压形式主要采用将220V电源电压经变压器升压电子管整流后输出直流高压，虽然在一定范围内可以连续调节，但其范围狭窄，另外由于采用了50Hz升压整流，故所采用的变压器、电子管、电容器体积庞大，重量达40公斤，能耗高。此电源输出的交变电压只能是50Hz的单一频率，没有变频功能，且波形也无法改变。
参考文献：
1、“JC-4型介质击穿装置”(交、直流高压源)说明书，常州电子仪器厂。
2、FB-426B 3KV高压电源：国营二六一厂
本发明的目的在于克服正有技术的缺点和不足，为了提高高压电源的稳定性和方便调节，以及达到连续调节所输出的电压、频率、多种波形，实现一机多用，从而提供一种由标准信号发生器，产生连续频率及幅度可调，波形可变的稳定交流信号，该信号经两路输出，其中正弦和锯齿波经由波形激励功放电路放大后由升压器升压输出高压，另一路输出一标准的方波触发信号经光耦隔离，开关电路将0-3000V直流变换成0-3000Vp-p的方波电压。
本发明的目的是以下列方式完成的：
图1是本发明的组成方框图
图2是本发明电路原理方框图
本发明主要包括五个部分：标准信号产生器(1)、连续可调0-3000V模块开关直流变换升压电路(2)、波形激励及功率放大电路(3)、光耦及模块开关电路(4)、升压及保护电路(5)，由标准信号发生器(1)产生一个具有连续频率及幅度可调、波形可变的稳定交流信号，该信号分两路输出，其一正弦和锯齿波经波形激励及功率放大电路(3)信号被放大后由升压及保护电路(5)输出高压。另一路输出一标准的方波触发信号，经光耦及模块开关电路(4)将0-3000V直流变换成0-3000Vp-p地方波电压。
下面结合附图及实施例对本发明作详细地说明：
图2是本发明电路原理方框图
在图2中有五个虚线方框，每个方框中的标号即代表本发明图1中的五个组成部分的标号，现对五个部分进行分别说明：
(1)标准信号发生器：由于采用了两块8038函数发生器作为波形产生电路，其频率和输出波形调整方便，在输出端接入一块LM356集成块作为激励和匹配耦合，其输出端有一稳定的波形输出。其中一块8038作为DC-DC变换器提供一标准的开关信号，另一块8038主要作为标准正弦波锯齿波和方波标准信号源，(2)0-3000V直流变换电路是采用两块大功率开关模块变换电路，由标准触发信号15KHz方波控制其开关时间，由于方波开关模块输出的方波的幅度是由输入的DC幅度控制，故本发明在DC-DC变换中采用了LM317k作为可调稳压器，加上两个大功率晶体管作为电流调整管，CA301作为比较放大器，故整个输出电压可从1.4～40V范围内连续调整，此电压经模块开关后送入升压器，得到一连续可调的直流高压。(3)波形激励及功放电路的作用是将正弦波和锯齿波器激励放大后送入未级功率放大器，为了获得不失真的稳定的输出正弦及锯齿波高压，功放采用了TMOS功放模块放大电路，TMOS模块的输入端由一幅度可变的激励放大器提供激励信号，这样在改变输入信号幅度时，其输出电压也随之改变，经功放后的信号由一高压变压器升压后输出0-1万伏的其频率可调交流高压。此外为了保证在瞬间开关机时的反峰压对功放级的击穿，本电路采用了峰值限幅保护电路，(4)光耦及模块开关电路，采用了七组光耦隔离放大器，其目的是将高、低电压隔离，从标准信号源的方波经七组并联的光隔离器件6N136输入至开关模块，开关模块开关状态由光隔离器的输出信号控制，DC-DC变换器的高压连至开关模块，在激励方波作用下，其模块输出一其幅度正比于DC-DC变换器的高压，调节激励信号频率和DC-DC变换器的输出电压，从开关模块即可获得一频率和幅度可变的方波脉冲高压，开关模块采用均压输出形式，故本发明的输出Vp-p值可达3000V以上，(5)升压及保护电路由变压器和继电器和二极管等元件组成。其变压器的初级接至功率放大器的输出端，次级有多组输出，其中有一组为正弦、锯齿波升压绕组，一组为DC-DC升压绕组，另一组为输出幅度监控绕组。
实施例1
按图2电路图制做一台频率、电压、波形连续可调的多功能高、低压电源。该电源的五个组成部分的详细电路图如图3-7所示，并分别详细说明。
图3是实施例1图1中的整流稳压及稳流电原理图
图4是实施例1中的触发信号开关激励，DC-DC变换升压、功放及缓冲器。
图5实施例1中的光隔离传输及方波高压形成模块电原理图
图6实施例1中的波形产生激励放大电原理图
图7实施例1中的低、高压整流，有效值测量显示电路图
图3是整机的主整流、稳压及稳流电源电原理图，其整流得到40V的直流电压有两路输出，一路经转换开关AB输出一低压40V电源，另一路经AB至由LM317k和MJ4052组成的稳压器，其稳压集成块LM317的调整端由VA301组成的取样放大器输出比较激励信号从而控制LM317的导通状态，进而控制MJ4052的导通状态，当调节R8时，其输出电压可从1.0～40V连续调节，此电压经滤波后作为波形功放和DC-DC变换的电源电压。
图4是触发开关激励，DC-DC变换及升压电路以及功放缓冲级，由8038集成电路产生一标准的15K方波脉冲信号，经LM356放大后由R20调节后送给开关模块，开关模块78-A×2组成一并联开关形式，其目的主要是增大输出电流，在开关信号触发下，模块的电源电压经KpA，B和J2k301接点和R23，B2JB1，J2k至78-A的C端，从而在B2初级产生一方波脉冲，经B2次级升压后由B端输出至高压整流器，本电路的特点是开关模块的开关状态只受触发方波控制，在方波幅度足够的情况下，其输出方波的幅度由图3 1.0～40V电压控制，故当调节1.0～40V电压输出大小时，实际已达到了控制经B2升压变压器的方波的幅度，由此可线性地控制其B端电压幅度。达到了连续调节输出的目的。另外B2还兼正弦波和方波交流信号的升压，只是在此时将J2k2和J2k2的能点转换至5-4，0-3通，断开了高压开关模块78-A×2的电源源电压，功放模块(TMO-90)加上正、负40V的电源电压，由e-e端输入的交流信号经A3放大后由电容及电阻等器件组成的缓冲器，经T2k17-9端，由JB1A-B经B2初级到地形成一回路，此时经B2次级升压后由A端输出，图中P4和R24，C13组成自动限幅器，R22和C12组成开关机泄漏电路从而保护了模块。
图5为波形产生激励放大电原理图，其工作原理与图3同，不同的是本电路采用-LF356作为8038函数发生器的控制电压，改善了电压的线性，振荡频率由4R1 4R24和C3-C6确定，改变C3-C6可以改变输出的频段，改变4R2可以线性地改变输出波的频率，在C3-C6选取1μ-100p范围的电容时，其频带宽度为100KHz，由于8038不能在高阻状态下输出正弦波，加了-LF356作为缓冲放大器，整个电路由一基准电源块供电，其输出为一稳定的交流信号。
图6为本发明实施例的高压方波形成电路，由于采用了光耦隔离信号传输，故可以把前后级隔开，经七组6N136组成的并联输入将标准的方波信号传输给6N136的输出端，由2BG1-2BG7缓冲后由2C8耦合至LM356的输入端，经放大后由6脚输出，其幅度可由2R38-2R44调节，触发信号选取为2V，此方波信号分别由2C15-2C21耦合至WS1-WS7组成的分压开关模块，其模块的耐压选取为800V。故0-3000V直流经由2R53至2R60组成的分压器供给每个模块V7的电源电压，在最大值3000V输入的情况下，每模块的压降约为430V。另外由于此电路的开关模块的低压源分别由七组稳压块供电没有公共端连接点，其连接方式为浮点连接，避免了因高压击穿前级元件。
图7为整机的附供电电源，七组稳压源均采用集成稳压器7805，其输出为独立供电，(5)b为倍压整流线路，(5)c为交流有效值测量线路，其测量范围为0-5000Vp-p，由于采用了交流有效值处理集成电路AD356J，其显示值不受波形及频率的限制。
优越性：
1、本仪器由于采用了高度集成化电路及模块功放及开关电路，故重量轻，体积小，可靠性高。
2、本仪器的输出的交直流高压和频率连续可调。且输出电流稳定。
3、可输出多种高压波形
4、由于采用了光耦和模块开关串联电，故输出的方波峰峰值可达3000V，且具有很好的上升前沿。