产生1500V的实用方法?


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为辐射探测器设计电源时,需要以2 mA的电源从主电源(170 Vdc)提供高达1500V的电源。

我在很大程度上考虑了反激式转换器,但是找不到在输出绕组上具有额定值为1500V的N =〜16增益(在50%占空比下为8的增益)的反激式变压器。

研究了电荷泵/电压倍增器,但尚未深入。

也是最近才了解CCFL逆变器变压器,但仍然需要一些时间来更好地了解它们。

该项目要求体积小,重量轻,因此不建议使用大型变压器。

我可能会考虑其他哪些提高电压的方法?


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维拉德瀑布如何?它们在古代电视中用作阴极射线管。
巴特(Bart)

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考虑一个具有合适变比的逆变器,然后将交流电施加到Cockcroft-Walton乘法器上以获得目标电压。
AlmostDone

2
请注意,您汽车中的自动变压器通常会产生更高的电压,从而在火花塞的间隙中产生电弧。
奥林·拉斯罗普

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@AS,您应该考虑正式接受最能满足您需求的答案,并推荐其他有用的答案。这是堆栈交换上的“货币”。
安迪(aka Andy)'18

Answers:


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尝试研究盖革计数器电源。它们不会产生1500伏特的电压,但确实可以进行修改,例如:

在此处输入图片说明

图片来自MAXIM网站

如您所见,输出级是cockcroft walton乘法器,因此您可以添加更多级并获得更多输出电压。或者,您可以构建其中两个(增加的CW级更少),并提供跨度+/- 750伏的双极电源。

上面的电路工作于5伏特,但对于任何直流电源电压,其原理都是相同的。您制作了一个(大约)50 kHz振荡器,并将其放大以产生较大的峰峰值电压摆幅,然后使用CW乘法器来制作更大的DC电压。

Geiger Muller电子管电源的更多图像


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使用级联。

有两个主要选择

a)维拉德(又名Cockcroft-Walton又名Greinacher乘数)

每个级都堆叠在前一级上,因此电容器和二极管仅需要在输入电压下额定,而无需在输出电压下额定。但是,输出阻抗随级数平方的增加而增加。

b)迪克森乘数

每个级都将其泵浦电容器和存储电容器接地,因此需要对电容器的输出电压进行评估。但是,输出阻抗仅随着级数的增加而增加,因此对于与其他级联相同的输出阻抗,它可以使用较小的电容值。

给定输出电压,输出电流和输出阻抗的规范,您将需要完全设计每种类型中的一种,以确定哪种将为您提供最佳成本或体积。极高的电压自然会适合类型(a),但只有1500V,这两种类型都是竞争者。


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有很多公司会按照您的要求制造变压器。在构建开关电源时,使用定制变压器比使用现成的组件更为常见。

诸如Abraham Pressman的《开关电源设计》(ISBN:978-0071482721)和Keith Billings的《开关模式电源手册》(ISBN:978-0070053304)等书籍对如何设计用于开关电源的定制变压器进行了深入研究。

为使设计原型化,可以使用Magnetics,Inc.Ferroxcube等公司的铁氧体磁芯

至于其他产生高压的方法,我会考虑一个简单的升压转换器。为了安全起见,对它进行了正确的设计和配置,我相信它也是最小,最便宜的。(考虑到这些天您可以轻松购买额定值> 2kV的快速二极管)

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我不建议使用电压倍增器的原因是要求为1500v * 2mA = 3W。电压倍增器实际上不可能工作。


除非您知道您在说什么,否则请不要提出有关使用电压倍增器的建议。我用它们在4 mA电流下产生50 kV DC。使用升压转换器需要一个能够处理1500伏特的输出晶体管。你有想过吗
安迪(aka Andy)'18

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问题是:“我可能会研究其他提高电压的方法吗?” 我回答的是:“升压转换器”。至于您的50W倍增器,我说这可能仍然不切实际,但我不能反驳您的轶事。
Martin Klingensmith,

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@Andyaka完全不同意您的评论,只是指出支持1.5KV的MOSFET不到10美元就可以买到。
Mahmoud Al-Qudsi '18
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