ตัวแปลง DC 3V ถึง 500V

ฉันกำลังแปลง DC ขนาด 3V ถึง 500V สำหรับการใช้งานหลอด GM (Geiger-Müller) โดยทั่วไปหลอดต้องดู 500V ทั่วมัน ฉันอ่านหัวข้อที่เกี่ยวข้องที่นี่: 5V ถึง 160V ตัวแปลง DC และฉันมีคำถามสองสามข้อ:

1. จะLT1073วงจรจะเหมาะสำหรับ application.What นี้จะเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดรู้สึกโดย LT1073 ที่ขา SW1 หรือไม่ SW1 pin MAX ถูกกล่าวถึงเป็น 50V สิ่งนี้เป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าหรือไม่?
2. สมมติว่าฉันใช้MC34063ราคาต่ำทั่วไป3V จะต่ำสุดที่ฉันจะลงไปได้หรือไม่? สมมติว่าฉันใช้ flyback topology แทน boost converter ฉันจะสามารถใช้สวิตช์ภายในของ MC34063 แทนสวิตช์ภายนอกเพิ่มเติมได้หรือไม่ ฉันคิดว่าสวิทช์ภายนอกเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ HV มากกว่าการดึงกระแสไฟ

การสร้างแหล่งจ่าย 500V ที่มีความสามารถไม่กี่ uA นั้นเป็นเรื่องเล็กน้อย:

จาก TechLib.com

หม้อแปลงสามารถเป็นหม้อแปลงแยก 1: 1 ทั่วไป, หม้อแปลงแยกโทรศัพท์ที่คุณสามารถซื้อได้ที่ radiohack ทำงานได้ค่อนข้างดี

อย่างไรก็ตามแหล่งจ่ายไฟนี้ไม่สามารถจ่ายพลังงานจริงใด ๆ มันใช้งานได้ดีสำหรับตัววัดทางภูมิศาสตร์ แต่ถ้าคุณมีน้ำหนักน้อยกว่านั้น ~คุณจะเริ่มโหลดเกินพิกัด$50M\Omega$

คำแนะนำแบบอนุรักษ์นิยมโดยทั่วไปสำหรับตัวแปลงบูสเตอร์นั้นไม่ควรเพิ่มมากกว่า 6 เท่าในหกขั้นตอน มันยากที่จะทำให้ข้อเสนอแนะที่มีเสถียรภาพที่ปัจจัยเพิ่มสูงขึ้น การเปลี่ยนจาก 3V เป็น 500V นั้นมากกว่า 6x

โทโพโลยี Flyback สามารถทำงานได้ ฉันเพิ่งออกแบบเสร็จแล้วซึ่งมีขนาด 12V ถึง 150V 20W flyback นี่คือบทความ EDN ที่อธิบายถึงการจ่าย HV: แหล่งจ่ายไฟ1-kV สร้างอาร์คต่อเนื่อง (2004) มันมี flyback ตามด้วยตัวคูณประจุไดโอด / ตัวเก็บประจุ LTC1871 ใช้ในบทความ แต่คอนโทรลเลอร์ PWM อื่น ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับ MOSFET ที่อยู่ในระดับต่ำ (เพิ่ม, flyback, sepic) สามารถทำงานนี้ได้เช่นกัน

ความเป็นไปได้ที่สามคือตัวแปลงแบบผลัก

หากคุณต้องการที่จะซื้อโมดูล HV ไฟ, คุณสามารถไปที่สถานที่เช่นEMCO

ฉันอ่านหัวข้อที่เกี่ยวข้องที่นี่: 5V ถึง 160V ตัวแปลง DCและฉันมีคำถามสองสามข้อ:

1. จะLT1073วงจรจะเหมาะสำหรับ application.What นี้จะเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดรู้สึกโดย LT1073 ที่ขา SW1 หรือไม่ SW1 pin MAX ถูกกล่าวถึงเป็น 50V สิ่งนี้เป็นอิสระจากแรงดันไฟฟ้าหรือไม่?

[นา: ฉันคิดว่าคำถามนี้อยู่ในบริบทของรูปที่ D1 ในหน้า 93 ของapp'note 47ของLinear Techซึ่งเดิมทีZebonautแนะนำใน 5V ถึง 160V DC ให้ด้าย )

วงจรในหมายเหตุ app คือการรวมกันของการส่งเสริมและไดโอด / ตัวเก็บประจุค่าใช้จ่ายปั๊มแรงดันทวี เอาต์พุตเป็นของบูสต์สเตจครึ่งหนึ่งของผลรวม (ให้หรือลดไดโอด 0.7V สักสองสาม) ทั้งสองสเตจถูกควบคุมโดยลูปควบคุมภายนอกเดียว ในรูปดั้งเดิมเอาต์พุตรวมคือ 90V ดังนั้นเอาต์พุตของบูสต์สเตจประมาณ 45V SW1 เห็นค่าแรงดันภายในพิกัด

การโพสต์ Zebonautsได้แนะนำให้เปลี่ยนความต้านทานข้อเสนอแนะเพื่อให้เอาท์พุทรวมกันคือ 160V ในกรณีนั้น SW1 จะเห็น 80V
+1 ถึง OP เพื่อสังเกตการ จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ SW1

อีกวิธีในการเพิ่มแรงดันขาออกของวงจร LT1073 ดังกล่าวคือการเพิ่มสเตจตัวคูณแรงดันไฟฟ้า แต่ละสเตจสามารถเพิ่มแรงดันเอาต์พุตได้สูงสุด 50V (เท่ากับแรงดันเอาต์พุตของสเตจ Boost)

วงจรที่ให้แรงดัน 500 โวลต์จากโวลต์ DC สองสามตัวมักจะใช้หม้อแปลงเอาท์พุท คุณสามารถบรรลุสิ่งนี้ด้วยตัวแปลงบูสเตจเดียว แต่การจัดการกับความจุจรจัด (ซึ่งมีแนวโน้มที่จะ จำกัด แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ทำได้) จะกลายเป็นเรื่องยากและถ้า 'แก๊ง aglae' และ 500V เข้าสู่วงจรป้อนข้อมูล

<= 220 VDC ouput Nixie แหล่งจ่ายไฟหลอดที่ผมอ้างถึงใน '160V คำถามคำตอบของฉันคือความสามารถในการขยายไปยัง 500V แต่มันก็ขึ้นอยู่กับรูปแบบอยู่แล้วและผู้เขียนขอแนะนำต่อไปนี้ออกแบบและ PCB ของเขา การขยายไปยัง 500V นั้นยากกว่านี้มากเมื่อการจัดเก็บพลังงานในตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นเป็น V ^ 2 ดังนั้น (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1 เลย์เอาท์กลายเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่งกว่ามาก

การเพิ่มขดลวดทุติยภูมิเช่นเดียวกับในตัวแปลง EDN 1 kV {ดูบทความเพิ่มเติมที่นี่ } หรือด้วย MC34063 ที่ใช้เช่น รูปที่ 25 หน้า 17 ในแผ่นข้อมูล

ด้านล่างนี้เป็นรุ่น "ที่บ่งบอกถึงเท่านั้น" ที่ได้รับการแก้ไขเล็กน้อยของการจัดหา EDN 1 kV เพื่อแสดงสิ่งที่จะใช้งานได้ ดูบทความด้านบนสำหรับรายละเอียด ฉันได้ลบการป้องกันกระแสไฟขาออก FET (และปล่อยให้ส่วนประกอบที่ไม่ได้ใช้งานอยู่) และถอดตัววัดแรงดันไฟฟ้าออก

MC34063 แรงดันเริ่มต้น

คุณถาม

สมมติว่าฉันใช้ MC34063 ราคาต่ำทั่วไป 3V จะต่ำสุดที่ฉันจะลงไปได้หรือไม่?

แผ่นข้อมูลหน้า 7 ตารางที่ 8 กล่าวว่าแรงดันเริ่มต้นต่ำสุดคือ 2.1 โวลต์ ** * ทั่วไปกับ MC34063A และ 1.5V ทั่วไปกับ MC34063E
สิ่งนี้ถูก จำกัด ด้วยแรงดันไฟฟ้าของออสซิลเลเตอร์และคุณต้องการดูปัญหาของไดรฟ์เอาท์พุท ฯลฯ หากคุณต้องการ Vin ขั้นต่ำที่เป็นไปได้ด้วย MC34063 คุณสามารถจัดหาอุปกรณ์ในท้องถิ่นที่ขับเคลื่อนด้วยเอาต์พุตของตัวเองเมื่อเริ่มทำงาน คุณอาจเรียกใช้วงจรจากสองเซลล์ (NimH หรือ Alkaline หรือ ... ) ด้วยความระมัดระวังในการออกแบบ

ฉันไม่ได้ทำอย่างใดอย่างหนึ่งด้วยการเพิ่มประเภทนั้น แต่ฉันได้เห็นการออกแบบตัวแปลง 5V เป็น 400V โดยใช้สถาปัตยกรรมการเพิ่มความเร็วประเภท DCDC หลายขั้นตอน
ฉันเข้าใจว่าคุณต้องระวังอย่างมากเกี่ยวกับฮาร์มอนิกของความถี่การสลับของแต่ละขั้นตอนที่มีผลต่อไป การประสานขั้นตอนช่วย
คุณมีข้อได้เปรียบที่หลอด GM ใช้กระแสไฟฟ้าน้อยมาก (10 ถึง 100 ของค่าสูงสุดของ uA) ที่แรงดันสูงดังนั้นตัวคูณแรงดันไฟฟ้าประเภทบันไดที่ห้อยออกจากปลาย flyback อาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

LT1073 เป็นตัวแปลงสัญญาณออสซิลเลเตอร์ MC34063 เป็นตัวแปลงระยะเวลาคงที่ วิธีการเหล่านี้ไม่สร้างแรงดันสูงอย่างรวดเร็ว รอบการทำงานเปลี่ยนไปอย่างมากในระหว่างทางลาดจาก 0 ถึง 500 V. เครื่องชาร์จแฟลชภาพถ่ายเช่น

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

รองรับช่วงแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้ดีขึ้น มันให้พลังงานคงที่ต่อรอบในเวลาที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยตรวจจับเมื่อมีการส่งพลังงาน การทำงานไม่ต่อเนื่องช่วยลดความเค้นของส่วนประกอบ

Flyback ทำงานได้ดีในแรงดันไฟฟ้าสูงเหล่านี้ Boost ไม่ได้ นอกจากนี้สนามแม่เหล็กจะต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้า

โปรดพิจารณาความปลอดภัยในการออกแบบนี้ เกิดอะไรขึ้นกับประจุที่เก็บไว้ในเอาท์พุทเมื่อไฟฟ้าถูกถอดออก? การป้องกันแบบใดที่จะป้องกันผู้ใช้ติดต่อกับโหนดไฟฟ้าแรงสูง?