高压电源变压器实现方法
随着科技的进步，高压电源在越来越多的领域得到应用。“高压电源”这个名词是依据其输出电压来定义的。具体到多高的电压才叫高压电源，我也不清楚。个人以为输出电压在1000V以上的，可以认为属于高压电源了。直流高压电源所涉及的领域其实非常宽广，大到电力系统的直流高压输变电系统，小到家用的电蚊拍，都可以算是这个领域里的东西。在这里我主要想说说的是属于电子电源领域的高压电源。这个领域的高压电源，主要的应用有：医疗安检无损检测领域应用的X光系统、一些粒子加速器系统、工业烟气除尘、耐压测试仪表、静电装置、气体激光器等。高压电源最主要的技术特点，就是在于输出电压很高。高的输出电压对很多方面提出了特别的要求元器件耐压的要求、结构设计的要求、绝缘材料的要求等。与此同时，电路结构上也有异于通常的结构。通常对于输出10KV以下的电源，可以直接采用传统的各种拓扑结构。但是对于电压更高的电源，就要对电路结构作一些修改，以满足更高电压的输出。由于变压器初级部分的功率器件的耐压限制，一般驱动部分依然是传统的开关电源拓扑，对电路结构的修改，主要是集中在变压器以及后面的整流电路上。下面主要对这两部分进行讨论。一、变压器部分1，多个变压器串联方式 总之，掌握了基本原理，具体到工程案例中，就可以根据实际情况来选择变压器与整流电路的组合方式了。这种方式的电路示意图如图1所示。特点是，每个变压器的升压比不是很高，磁芯与次级绕组间的压差不大。这种方法的优点是：适合大功率输出。变压器绕组对磁芯的绝缘容易处理。缺点是：每个变压器要传递的功率不一样，最低压端的变压器传递功率最大，最高压端的变压器传递功率最高。每个变压器对地绝缘要求不同。最高压端的变压器对地绝缘要求最高。由于变压器存在漏感，所以越是远离驱动输入的变压器，其回路中等效的漏感就越大。那么变压器实际输出的电压是有差异的，即便匝比都是一致的。2，单变压器，多组次级级联方式 这种方式的电路示意图如图2所示。特点是，次级的每个绕组对初级的升压比不是很高。优点是：适合较大功率输出。变压器数量少，只需要一副磁芯。缺点是：高压端的绕组对磁芯的电压差很大，绝缘不容易处理。次级绕组如果对磁芯或初级结构不一致，那么漏感会不一致，导致绕组间存在差异。如果保持结构一致，则全部次级都必须按照最高绝缘要求来设计，那么变压器的窗口利用率会大大下降。3，单变压器，绝缘磁芯多组次级级联方式 这种方式的电路示意图如图3所示。特点是，磁芯是由多段组合而成，每段磁芯之间都用绝缘性能很好的薄膜进行绝缘。每段磁芯都有一个次级绕组。优点是：适合较大功率的输出。变压器数量少，只需要一副磁芯。每段次级绕组与磁芯的电压差小，次级绕组对磁芯的绝缘容易处理。缺点是：磁芯是分段的，结构复杂。磁芯有气隙，分段越多，等效气隙越大，磁芯固定困难。常用直流高压电源的实现方法乞力马扎罗的雪 时间：2011-12-08 299次阅读 【网友评论0条 我要评论】 收藏 4，多变压器，共初级，次级级联方式 这种方式的电路示意图如图4所示。为了能看的直观一些，这里画了一张3D的图纸，为了画出这个示意图，画了好长时间，特别是初级的那个线圈，看上去简单，很费了一番力气！这种结构的特点是多个变压器组合，初级为串联结构，次级独立整流以后再串联。优点是：适合大功率的输出，变压器的升压比不大。缺点是：初、次级对磁芯之间总有一个绝缘要求高，需要多个变压器。二、整流电路1，半波多倍压电路 半波多倍压电路有两种结构，一种是图5A的结构，这是基本的也是最常见的倍压整流电路了。这种电路的优点是：结构简单，二极管和电容的电压应力都不高，变压器的输出电压也不算高。缺点是：带负载能力较差，倍压阶数越高则电压跌落越多，最终存在一个极限倍压阶数。超过这个阶数，电压不再升高，反而会下降。另一种是图5B的结构，这种电路的带载能力强一些，但是电容的电压应力很高。常用直流高压电源的实现方法乞力马扎罗的雪 时间：2011-12-08 303次阅读 【网友评论0条 我要评论】 收藏 2，全波多倍压电路 电路结构见图6，这其实是半波多倍压电路的拓展结构。可以同时的到正负高压。当然，如果把其中端高压接地，把变压器次级悬浮，也是可以的。这样做的好处是，得到同样的高压，只需要有半波多倍压一半的阶数就可以得到了。那么电压跌落和纹波都小很多。缺点是：假如采用某端高压接地，高压变压器次级悬浮的方式，对高压变压器的绝缘要求很高。假如高压变压器次级接地的话，那么得到的是正负高压，使用上不是很方便。3，抽头式双半波多倍压电路 电路结构见图7，这种结构的特点是高压变压器的次级带中间抽头。这种结构的优点是：倍压的电压跌落比半波多倍压方式小很多。纹波也小很多。缺点是：变压器的次级需要抽头，输出同样的高压，变压器的次级匝数增加了一倍。元件多，成本高。4，还有其他拓展或混合式用法例如抽头式双半波可以拓展为抽头式全波正负多倍压电路，用以得到正负高压。也可以把图5B的结构和图5A的结构混合起来使用。也可以把常规整流方式与倍压整流方式混合使用。正负倍压方式中，也可以正、负阶数不一致。很多场合，我们把变压器和整流电路两种解决手段同时组合使用，例如变压器次级分段，每段分别全波倍压后串联输出等等。通过二极管和电容组合成电荷泵方式的倍压电路，总的来说不能承受大的输出功率，而且输出电压的上升速率也相对较慢。因为这是一种电荷泵，用牺牲功率的办法来得到高的电压，泵的能力的局限性比较大。首页 上一页 1 2 3 4尾页
