Manière pratique de générer 1500V?

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La conception de l'alimentation d'un détecteur de rayonnement doit fournir jusqu'à 1 500 V à 2 mA du secteur (170 V CC).

J'ai largement considéré un convertisseur flyback, mais je ne trouve pas de transformateur flyback avec un gain de N = ~ 16 (pour un gain de 8 à un rapport cyclique de 50%) évalué à 1500V à l'enroulement de sortie.

Examiné les pompes de charge / multiplicateurs de tension, mais pas encore en profondeur.

Récemment, nous avons également découvert les transformateurs à onduleur CCFL, mais nous avons encore besoin de temps pour mieux les comprendre.

Ce projet nécessite une petite taille et un faible poids, il n'est donc pas préférable d'utiliser un gros transformateur.

Quelles sont les autres façons d'augmenter la tension que je pourrais étudier?

COMME
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1
Et une cascade Villard? Ils ont été utilisés dans les anciens téléviseurs pour le tube à rayons cathodiques.
Bart
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Considérez un onduleur avec un rapport de transformation pratique, puis appliquez le courant alternatif à un multiplicateur Cockcroft-Walton pour obtenir votre tension cible.
AlmostDone
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Notez que l'autotransformateur de votre voiture produit régulièrement des tensions beaucoup plus élevées pour former un arc à travers un espace dans les bougies d'allumage.
Olin Lathrop
1
@AS vous devriez envisager d'accepter officiellement la réponse qui répond le mieux à vos besoins et de voter pour d'autres réponses qui s'avèrent utiles. Il s'agit de la "devise" sur l'échange de pile.
Andy aka

Réponses:

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Essayez de rechercher des alimentations de compteur Geiger. Ils ne produisent pas 1500 volts mais ils se prêtent à des modifications telles que cette conception: -

entrez la description de l'image ici

Photo du site Web de MAXIM .

Comme vous pouvez le voir, l'étage de sortie est un multiplicateur de cockcroft walton afin que vous puissiez ajouter plus d'étages et obtenir plus de tension de sortie. Alternativement, vous en construisez deux (avec moins d'étages CW ajoutés) et créez une alimentation bipolaire qui s'étend sur +/- 750 volts.

Le circuit ci-dessus fonctionne à partir de 5 volts, mais le principal est le même pour toute tension d'alimentation continue; vous fabriquez un oscillateur (environ) de 50 kHz et l'amplifiez pour produire une grande oscillation de tension crête à crête, puis utilisez le multiplicateur CW pour créer une tension continue plus grande.

Plus d'images de l'alimentation du tube Geiger Muller

Andy aka
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Utilisez une cascade.

Il y a deux choix principaux

a) Villiard alias Cockcroft-Walton alias multiplicateur Greinacher

Chaque étage est empilé sur l'étage précédent, de sorte que les condensateurs et les diodes doivent uniquement être évalués à la tension d'entrée, pas à la tension de sortie. Cependant, l'impédance de sortie augmente avec le nombre d'étages au carré.

b) Multiplicateur de Dickson

Chaque étage remet sa pompe et ses condensateurs de stockage à la terre, les condensateurs doivent donc être évalués pour la tension de sortie. Cependant, l'impédance de sortie augmente uniquement en fonction du nombre d'étages, de sorte qu'elle peut utiliser des valeurs de capacité plus petites pour la même impédance de sortie que l'autre cascade.

Étant donné une spécification pour la tension de sortie, le courant de sortie et l'impédance de sortie, vous devez concevoir entièrement l'un de chaque type pour déterminer celui qui vous donnera le meilleur coût ou volume. Des tensions très élevées favoriseraient naturellement le type (a), mais avec seulement 1500 V, les deux types sont concurrents.

Neil_UK
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Il existe de nombreuses entreprises qui construiront des transformateurs selon vos spécifications. Lors de la construction d'alimentations à découpage, il est plus courant d'utiliser un transformateur personnalisé que d'utiliser un composant standard.

Des livres tels que Switching Power Supply Design par Abraham Pressman (ISBN: 978-0071482721 ) et Switchmode Power Supply Handbook par Keith Billings (ISBN: 978-0070053304 ) expliquent en détail comment concevoir des transformateurs personnalisés pour la commutation des alimentations.

Pour prototyper votre conception, vous pouvez utiliser des noyaux en ferrite de sociétés telles que Magnetics, Inc. et Ferroxcube

Quant aux autres méthodes de production de haute tension, je considérerais un simple convertisseur boost . Correctement conçu et approvisionné pour la sécurité, je pense qu'il serait également le plus petit et le moins cher. (Étant donné que vous pouvez facilement acheter des diodes rapides d'une puissance> 2 kV de nos jours)

[Éditer]

La raison pour laquelle je ne recommanderais pas un multiplicateur de tension est que l'exigence est de 1500v * 2mA = 3W. Il est peu probable qu'un multiplicateur de tension fonctionne pratiquement.

Martin Klingensmith
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Veuillez ne pas faire de recommandations sur l'utilisation de multiplicateurs de tension, sauf si vous savez de quoi vous parlez. Je les ai utilisés pour générer 50 kV DC à 4 mA. L'utilisation d'un convertisseur boost nécessite un transistor de sortie capable de gérer les 1500 volts. Avez-vous pensé à ça?
Andy aka
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La question était: "Quels sont les autres moyens d'augmenter la tension que je pourrais étudier?" auquel j'ai répondu: "Boost converters". En ce qui concerne votre multiplicateur 50W, je dis qu'il est probablement encore dans la catégorie des impraticables mais je ne peux pas réfuter votre anecdote autrement.
Martin Klingensmith
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@Andyaka pas de désaccord avec votre commentaire, sauf pour souligner que les MOSFET capables de 1,5KV peuvent être facilement achetés pour moins de 10 $.
Mahmoud Al-Qudsi