电压转换器 12/1000 伏。方案、说明

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电压转换器 12/1000 伏。无线电电子电气工程百科全书

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该电压转换器设计用于为光电倍增管供电，但它也可以为盖革计数器和其他高压设备供电。转换器中嵌入的电路解决方案可用于开发许多其他电子设备的稳定电源。

图 1 中的转换器在输出端提供 1000 V 的电压。不超过0%。

（点击放大）

该装置按照使用反向自感电压浪涌的传统方案进行组装。晶体管VT1工作在关键模式下，为变压器T1的初级绕组提供电源电压，持续时间为10 ... 16 μs。在晶体管闭合的瞬间，变压器磁路中积累的能量被转换成次级绕组上约250V（初级约40V）的电压脉冲。由二极管VD3-VD10和电容器C8-C15形成的电压倍增器将电压增加到1000V。晶体管VT1的控制脉冲由组装在元件DD1.1-DD1.3上的具有可调节占空比的发生器产生。。

脉冲的占空比由运算放大器DA1的输出电压控制。转换器的输出电压通过电阻分压器 R1-R3 馈送到运算放大器的同相输入端，并与热补偿齐纳二极管 VD1 稳定的参考电压进行比较。导通时，转换器的输出电压为零，接近于零和运放DA1输出端的电压。发生器产生最大持续时间的脉冲。根据图中所示的电阻器R9、R11、R12的阻值比，DD1.4元件输出处的正极性脉冲的持续时间与其重复周期（占空因数）的比值接近0,65 。当输出电压达到规定的负电压时，运放DA1输出端增加，占空比减小，输出电压稳定。在所描述的转换器的测试期间，在上述限制内的负载下的脉冲持续时间从10到12x变化，并且它们的重复频率从18到30kHz变化，这对应于0,18到0,4的占空比。消耗电流从 22 mA 增加到 47 mA。

在最大负载和电源电压降低至 10,5 V 时，脉冲持续时间在 16 kHz 频率下增加至 36 μs，对应于 0,57 的占空比。电源电压的进一步降低导致稳定性崩溃。在 100 μA 的负载电流下，电源电压高达 9,5 V 时仍能保持稳定。电容器 C3 构成输出分压器电容部分的下臂。如果没有它，来自转换器输出的纹波电压（大约等于 1V）将通过电阻器 R1 和 R1 传递到运算放大器 DA2 的输入，而衰减很小或没有衰减。电容C4保证变换器整体稳定运行。二极管 VD2 和电阻器 R12 限制最大可能的占空比。最小脉冲持续时间和占空比由电阻器 R9 和 R11 的电阻之比决定。随着电阻器R9的电阻减小，最小占空比减小并且可能变得等于XNUMX。转换器反馈环路的大增益保证了各种负载下输出电压的稳定性。

为了使转换器在此增益下保持稳定，需要一个大电容器 C4。但这会导致负载突变时输出电压建立的持续时间增加。可以通过减小电容器C4的电容、与其串联一个几十千欧的电阻、以及与该电容器并联一个几兆欧的电阻来缩短稳定时间。转换器的所有部件都可以安装在由单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上（图 2）。

电压转换器 12/1000 伏

该板主要为安装MLT型电阻器而设计。转换器的长期稳定性所依赖的电阻器R1-R3、R5和R7是稳定型C2-29。调节电阻R6-SPZ-19a。额定电压为 1 V 的电容器 C53 型号为 K1-8、C15-C73 - K17-400，其他电容器 - KM-5、KM-b。稳压二极管VD1的选择由稳定性要求决定。 VD2 二极管是任何低功耗硅二极管，倍压器二极管 (VD3-VD10) 是 KD104A 类型。 K561LA7 芯片可用 K561LE5、KR1561LA7、KR1561LE5 或 564 系列的类似芯片替代。晶体管 VT1 必须是高频或中频，允许集电极-发射极电压至少为 50 V，饱和电压不低于 0,5 V。集电极电流为 100 mA 时电压超过 XNUMX V。

为了加速中频晶体管在关断时退出饱和状态，应增大电容器C6的电容值。运算放大器 K140UD6 (DA1) 可以替换为 KR140UD6，无需更改电路板印刷电路导体的图案，也可以替换为任何其他输入端带有场效应晶体管的放大器。变压器T1缠绕在由M20NMZ铁氧体制成的尺寸为K12x6x1500的环形磁路上。初级绕组包含 35 匝，次级绕组包含 220 匝 PELSHO 0,2 线。

为了减少绕组间电容，次级绕组的导线应厚一层敷设，沿磁路逐渐错开，第一匝和最后一匝并排。初级绕组是单层的，绕在次级上。绕组引线的极性并不重要。

必须按此顺序配置逆变器。断开变压器初级绕组与晶体管的连接，并通过两个总阻值为 3 kOhm 的电阻将电阻器 R140 的上端（如图所示）输出连接到电源的负输出。当调谐电阻R6的引擎旋转时，DD1.4元件输出处的脉冲占空比（用示波器或连接在该元件的输出与公共线之间的直流电压表控制）应突然从最小值（约 0,1，否则脉冲可能完全消失）到最大值（0,65）。将调谐电阻的引擎固定在发生跳变的位置。然后完全安装转换器，将输入电阻至少为 10 MΩ 的电压表连接到其输出并打开电源。

输出电压可由同一个电压表和电阻器 R3 两端的电压 (5 V) 或与该电阻器串联的微安表 (50 μA) 控制。接下来，用电阻R6调节转换器的输出电压，并检查负载和电源电压变化时其工作的稳定性。

为了减少转换器发出的干扰，将其放置在黄铜盒中。为了更好地抑制噪声，转换器的次级电路中可以包含一个简单的 RC 滤波器，初级电路中可以包含一个电感为 0,1 μH 的 DM-400 电感器和一个通过电容器。

所述转换器设计为在稳定的 12 V 电源下运行，其中正极端子连接到公共电线。但无需对安装进行任何改变，即可将电源的负极端子连接至公共线。作为实验，测试了由±12 V双极性电源供电的转换器的变体。其主要部分按照相同的方案组装，连接了一半容量的电容器C1（标称电压为30 V）在+12和-12V电路之间，较低的（根据方案）电阻R14的输出和变压器T1初级绕组的输出连接到4-12V电路。替换元件：R13 - 1,1 kOhm； C6 - 1600 pF； C7 - 430 pF； R14 - 2 kOhm。晶体管VT1-KT815G。变压器T1的初级绕组匝数加倍。如果使用非稳压电源，那么R4VD1电路的稳压系数可能不够。

此时，稳压二极管的电源电路应按图3所示方案制作。 XNUMX.

电压转换器 12/1000 伏

HL1 LED 将用作开机指示灯。

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