Praktischer Weg, um 1500V zu erzeugen?

Beim Entwurf der Stromversorgung für einen Strahlungsdetektor müssen bis zu 1500 V bei 2 mA vom Netz (170 VDC) versorgt werden.

Ich habe größtenteils einen Rücklaufwandler in Betracht gezogen, kann aber keinen Rücklauftransformator mit einer Verstärkung von N = ~ 16 (für eine Verstärkung von 8 bei 50% Einschaltdauer) finden, der für 1500 V an der Ausgangswicklung ausgelegt ist.

Untersuchte Ladungspumpen / Spannungsvervielfacher einige, aber noch nicht in der Tiefe.

Ich habe auch erst kürzlich etwas über CCFL-Wechselrichtertransformatoren gelernt, brauche aber noch etwas Zeit, um sie besser zu verstehen.

Dieses Projekt erfordert eine geringe Größe und ein geringes Gewicht, daher wird die Verwendung eines großen Transformators nicht bevorzugt.

Was sind andere Möglichkeiten, um die Spannung zu erhöhen, die ich untersuchen kann?

Versuchen Sie, Geigerzähler-Netzteile zu erforschen. Sie produzieren keine 1500 Volt, aber sie eignen sich für Modifikationen wie dieses Design: -

Bild von der MAXIM-Website .

Wie Sie sehen können, ist die Ausgangsstufe ein Cockcroft-Walton-Multiplikator, sodass Sie mehr Stufen hinzufügen und mehr Ausgangsspannung erhalten können. Alternativ bauen Sie zwei davon (mit weniger zusätzlichen CW-Stufen) und stellen eine bipolare Versorgung her, die +/- 750 Volt umfasst.

Die obige Schaltung läuft mit 5 Volt, aber das Prinzip ist für jede DC-Versorgungsspannung gleich. Sie bauen einen (ca.) 50-kHz-Oszillator und verstärken ihn, um einen großen Spannungshub von Spitze zu Spitze zu erzeugen. Verwenden Sie dann den CW-Multiplikator, um eine größere Gleichspannung zu erzeugen.

Weitere Bilder der Geiger Müller Röhrenstromversorgung

Verwenden Sie eine Kaskade.

Es gibt zwei Hauptoptionen

a) Villiard alias Cockcroft-Walton alias Greinacher Multiplikator

Jede Stufe ist auf der vorherigen Stufe gestapelt, sodass Kondensatoren und Dioden nur für die Eingangsspannung und nicht für die Ausgangsspannung ausgelegt werden müssen. Die Ausgangsimpedanz nimmt jedoch mit der Anzahl der Stufen im Quadrat zu.

b) Dickson-Multiplikator

Jede Stufe führt ihre Pumpen- und Speicherkondensatoren auf Masse zurück, daher müssen Kondensatoren für die Ausgangsspannung ausgelegt werden. Die Ausgangsimpedanz nimmt jedoch nur mit der Anzahl der Stufen zu, so dass kleinere Kapazitätswerte für dieselbe Ausgangsimpedanz wie bei der anderen Kaskade verwendet werden können.

Bei einer Spezifikation für Ausgangsspannung, Ausgangsstrom und Ausgangsimpedanz müssten Sie einen von jedem Typ vollständig entwerfen, um zu bestimmen, welcher die besten Kosten oder das beste Volumen bietet. Sehr hohe Spannungen würden natürlich Typ (a) begünstigen, aber mit nur 1500 V sind beide Typen Konkurrenten.

Es gibt viele Unternehmen, die Transformatoren nach Ihren Vorgaben bauen. Beim Bau von Schaltnetzteilen wird üblicherweise ein kundenspezifischer Transformator verwendet, als eine Standardkomponente.

Bücher wie Switching Power Supply Design von Abraham Pressman (ISBN: 978-0071482721 ) und Switchmode Power Supply Handbook von Keith Billings (ISBN: 978-0070053304 ) befassen sich ausführlich mit der Entwicklung kundenspezifischer Transformatoren zum Schalten von Netzteilen.

Als Prototyp Ihres Designs können Sie Ferritkerne von Unternehmen wie Magnetics, Inc. und Ferroxcube verwenden

Für andere Verfahren zur Erzeugung von Hochspannung würde ich einen einfachen Aufwärtswandler in Betracht ziehen . Richtig entworfen und für die Sicherheit vorgesehen, glaube ich, dass es auch das kleinste und billigste wäre. (In Anbetracht dessen, dass Sie heutzutage problemlos schnelle Dioden mit einer Nennspannung von> 2 kV kaufen können)

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Der Grund, warum ich einen Spannungsvervielfacher nicht empfehlen würde, ist, dass die Anforderung 1500 V * 2 mA = 3 W beträgt. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Spannungsvervielfacher praktisch funktioniert.