Преобразователь постоянного тока от 3 до 500 В

10

Я делаю преобразователь постоянного тока от 3 до 500 В для трубчатого типа GM (Гейгера-Мюллера). В основном трубка должна видеть 500 В через нее. Я прочитал эту соответствующую ветку здесь: преобразователь 5 В в 160 В, и у меня есть пара вопросов:

  1. Будет ли LT1073 схема вполне подходящим вариантом application.What бы максимальное напряжение ощущается в LT1073 на SW1 штифтом? Вывод SW1 MAX упоминается как 50V. Это не зависит от напряжения питания?
  2. Предположим, что я использую обычный недорогой MC34063 , будет ли 3В абсолютным минимумом, к которому я мог бы пойти? Предположим, я использую топологию обратного хода вместо повышающего преобразователя. Смогу ли я получить использование внутреннего переключателя MC34063 вместо дополнительного внешнего переключателя? Я полагаю, что внешний выключатель нужен больше для ВН, чем потребляемый ток.
EmbSysDev
источник
1
Итак, какой ток вам нужен при 500 В и как долго?
Телаклаво
То же самое в предыдущем комментарии. Необходимо указать текущее требование и частоту или характеристику нагрузки. Попробуйте также здесь: ti.com/ww/en/analog/webench/power.shtml
shimofuri
1
Привет, я только что заметил это сейчас. Я обычно оглядывался внизу этой страницы :-). Потребность тока составляет около 120uA. В основном, трубка проводит при облучении. Максимальное время, которое может произойти, составляет 5000 импульсов в секунду.
EmbSysDev

Ответы:

4

Создание источника питания 500 В, рассчитанного на несколько мкА, на самом деле довольно тривиально:

введите описание изображения здесь
От TechLib.com

Трансформатор может быть любым обычным изолирующим трансформатором 1: 1, изолирующие трансформаторы для телефонов, которые можно купить в радиошоке, работают достаточно хорошо.

Однако этот источник питания не способен обеспечить какую-либо реальную мощность. Он отлично работает для счетчика Гейгера, но если у вас нагрузка меньше, чем ~ , вы начнете его перегружать.50MΩ

Коннор Вольф
источник
4

Типичная консервативная рекомендация для повышающих преобразователей - не повышать более чем в 6 (шесть) раз за одну ступень. Сложнее обеспечить стабильность обратной связи при более высоких коэффициентах усиления. Переход от 3В до 500В - это больше, чем в 6 раз.

Топология обратного хода может работать. Я только что сделал дизайн, который имел обратную связь от 12 В до 150 В 20 Вт. Вот статья EDN, в которой описывается источник ВН: источник питания 1 кВ создает непрерывную дугу (2004). Он имеет обратный ход, за которым следует умножитель заряда диод / конденсатор. В статье используется LTC1871, но другие ШИМ-контроллеры, предназначенные для МОП-транзистора с низкой стороной (boost, flyback, sepic), также могут выполнять эту работу.

Третья возможность - двухтактный преобразователь.

Если вы хотите купить высоковольтный модуль питания, вы можете пойти в такое место, как EMCO .

Я прочитал эту соответствующую ветку здесь: преобразователь 5 В в 160 В, и у меня есть пара вопросов:

  1. Будет ли LT1073 схема вполне подходящим вариантом application.What бы максимальное напряжение ощущается в LT1073 на SW1 штифтом? Вывод SW1 MAX упоминается как 50V. Это не зависит от напряжения питания?

[NA: Я думаю, что этот вопрос находится в контексте рисунка D1 на странице 93 приложения 47 от Linear Tech , которое первоначально было предложено Zebonaut в потоке постоянного тока от 5 до 160 В ].

Схема в примечании к приложению представляет собой комбинацию усиления и удвоителя напряжения накачки диод / конденсатор . Выход ступени повышения составляет половину от общего (дайте или возьмите несколько диодов 0,7 В). Обе ступени контролируются одним внешним контуром управления. На исходном рисунке суммарный выходной сигнал составляет 90 В, поэтому выходной сигнал ступени усиления составляет около 45 В. SW1 видит напряжение в пределах своего рейтинга.

Сообщение Zebonauts предлагало изменить резисторы обратной связи так, чтобы объединенный выход был 160V. В этом случае SW1 будет видеть 80V.
+1 к ОП за замечание предела напряжения на SW1.

Другим способом увеличения выходного напряжения вышеупомянутой схемы LT1073 является добавление дополнительных ступеней умножителя напряжения. Каждая ступень может добавить до 50 В выходного напряжения (равного выходному напряжению ступени повышения напряжения).

Ник Алексеев
источник
3

В схеме, обеспечивающей выходное напряжение 500 В от нескольких вольт постоянного тока, обычно используется выходной трансформатор. Этого можно добиться с помощью одноступенчатого повышающего преобразователя, но работа с паразитной емкостью (которая имеет тенденцию ограничивать достигаемое пиковое напряжение) становится сложной, и если что-то «сгорит» и 500 В попадет во входную схему, они действительно сработают очень сильно.

<= 220 В постоянном токе Ouput русалка трубка питания , которые я упомянул в моем «160V вопроса» ответ способен распространяться на 50 , но это было уже раскладка зависит и автор рекомендовал после его конструкции и PCB. увеличить его до 500 В будет значительно сложнее, так как накопление энергии в конденсаторах возрастает по мере увеличения V ^ 2, так что расположение (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1 становится гораздо более критичным.

Добавление вторичной обмотки, как в преобразователе EDN 1 кВ {см. Сопутствующую статью здесь } или с MC34063, используя, например, рисунок 25 на стр. 17 в спецификации

Ниже приведена «лишь ориентировочная» несколько измененная версия источника питания 1 кВ для демонстрации того, что будет работать. Смотрите статью выше для деталей. Я удалил FET защиты выходного тока (и оставил неиспользуемые компоненты на месте) и удалил тройник напряжения.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь


MC34063 пусковое напряжение.

Ты спросил

Предположим, что я использую обычный недорогой MC34063, будет ли 3В абсолютным минимумом, к которому я мог бы пойти?

Техническое описание страница 7 Таблица 8 говорит минимальное напряжение запуска составляет 2,1 вольт ** типичные * с MC34063A и 1.5V типична с MC34063E.
Это ограничено напряжением звезды генератора, и вы захотите посмотреть на проблемы с выходным приводом и т. Д. Если вы действительно хотите минимально возможный Vin с MC34063, вы можете обеспечить локальный источник питания, управляемый собственным выходом, как только он начнет работать. Вы могли бы, вероятно, запустить такую ​​схему из двух ячеек (NimH или щелочной или ...) с должной тщательностью проектирования.

Рассел МакМахон
источник
Спасибо за это. На самом деле, я бы использовал батарейный блок AAA 3x1,5 В. Имеется буквенно-цифровой ЖК-дисплей с подсветкой и подсветкой, работающий от повышающего преобразователя LM3578-5V. Я просто пытаюсь извлечь из них последние кулоны. Какие-либо общие рекомендации по компонентам для транзистора PNP и MOSFET?
EmbSysDev
Получит ли FET достаточно Vgs при 3 В, особенно если диод падает еще на 0,7 В? Может быть, было бы лучше пропустить PNP и управлять воротами непосредственно MC34063? Я не мог понять необходимость PNP, это для разряда напряжения на затворе FET? ТИА !!
EmbSysDev
@EmbSysDev - диска MOSFET будет достаточно для MOSFET, выбранного в соответствии с дизайном :-). Я бы искал очень низкий Vgth MOSFET - около 1 В - поэтому фактическое рабочее напряжение около 2 В вполне достаточно. Я использую совершенно превосходный CES2310 от тайваньской CETSEMI для этого типа cct - но трудно получить на Западе (некоторые импортирует поставщик из Новой Зеландии). Другие оповещения доступны. Но именно поэтому я сказал, что вы можете обеспечить местный источник питания для MC34063 и т. Д., Чтобы он работал, скажем, на автономном 12 В после запуска. НО хорошего MOSFET достаточно. PNP является последователем падающего излучателя, чтобы обеспечить хорошее отключение привода ...
Рассел МакМахон
МакМахон: Я пытался получить источник CES2310, но похоже, что они не поддерживают выборочные количества, даже если они были приобретены. Мне было интересно, возможно ли выполнить параллельное соединение BSS138 (Vgs 1,5 В, Vds 20 В, 200 мА) и получить требуемую емкость по току.
EmbSysDev
@RussellMcMahon, как заставить MC34063A работать с входным напряжением 2,1 В? Использование входного и выходного напряжения диода или ИЛИ не будет работать, так как будет падение напряжения. Я пытаюсь сделать из него 2-элементный Ni-MH-5V, повышающий преобразователь 100 мА.
Абдулла Кахраман
1

Я не сделал ни одного с таким повышением, но я видел проекты преобразователей от 5 В до 400 В, использующие несколько этапов архитектуры DCDC типа повышения.
Я понимаю, что вы должны быть очень осторожны в отношении гармоник частоты переключения каждой ступени, влияющих на следующую. Синхронизация этапов помогает.
У вас есть преимущество в том, что трубка GM потребляет очень мало тока (от 10 до 100 пиков uA) при высоком напряжении, так что множитель напряжения лестничного типа, свисающий с конца обратного хода, может быть лучшим выбором.

Джейсон Морган
источник
1

LT1073 - это преобразователь со стробирующим генератором. MC34063 является преобразователем постоянного периода. Ни один из этих подходов быстро не создает высокое напряжение. Рабочий цикл резко изменяется во время линейного изменения от 0 до 500 В. Зарядное устройство для фото-вспышки, такое как

http://www.digikey.ca/product-detail/en/TPS65563ARGTR/296-23687-1-ND/1927748

лучше приспосабливается к большому диапазону напряжения. Он обеспечивает постоянную энергию за цикл в кратчайшие сроки, определяя, когда энергия была доставлена. Прерывистая работа также ослабляет напряжения компонентов.

Flyback хорошо работает при таких высоких напряжениях. Повышать не надо. Также магниты должны быть терпимы к напряжениям.

Пожалуйста, учтите безопасность в этом дизайне. Что происходит с накопленным зарядом на выходе при отключении питания? Какая защита используется для предотвращения контакта пользователя с высоковольтными узлами?


источник
Напряжение используется для зарядки «маленькой крышки» ок. 0.1 мкФ. Весь инструмент в пластиковой коробке, так что никто не сможет прикоснуться к ВН.
EmbSysDev