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一款小型化高压小功率电源的设计

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来源: 作者: 2018-10-30 11:38:38

一款小型化高压小功率电源的设计

导读:

高压电源已经被广泛地应用,医学、工业无损探伤、车站、海关检验等检测设备中,也广泛应用于诸如雷达发射机、电子航空图显示器等军事领域。传统的高压电源体积大、笨重,严重影响了所配套设备的发展。

高压电源已经被广泛地应用,医学、工业无损探伤、车站、海关检验等检测设备中,也广泛应用于诸如雷达发射机、电子航空图显示器等军事领域。传统的高压电源体积大、笨重,严重影响了所配套设备的发展。目前的高压电源多采用开关电源形式,大大降低了体积重量,增加了功率,提高了效率。特别是高压小功率开关电源,几乎都是开关电源结构。本文所讨论的高压小功率开关电源,是为X射线电视透视系统配套设计的。这种系统是对原始X射线设备的改进,它增加一个叫做图像增强器的设备。这种设备采用电极对电子进行加速和聚焦,因而需要与之相配套的小功率高压电源。  方案选择  小功率高压电源最常用的例子是电视机的阳极高压发生器,它将几十伏的直流电源,通过功率变换和高压变压器升压,再整流滤波,变为高压输出;另一个应用实例是负离子发生器,常采用晶闸管调压方式。以上两种调压方式都需要一台单独可调的辅助电源,即高、低压组合方式。这样便加大了电源的体积和复杂程度。加之,由于电路结构形式的不同,它们的输出电压范围的调节很有限,需要大范围调节时,只能通过改变供电电压来实现。而X射线增强器的主路电压调节范围近10kV,上述电路形式很难满足要求。本文采用的半桥谐振式开关电源,成功地解决了以上问题。  技术指标  输入电压220(110%)V,(500.5)Hz;或宽范围输入电压180~250V.  输出电压/电流  阳极(正)电压/电流  标称值+25kV/1mA,  电压范围+23kV~+32kV;  标称值+7.35kV/200A,  电压范围+6.0kV~+7.8kV;  标称值+0.985kV/200A;  电压范围+0.8kV~+1.1kV;  阴极(负)电压/电流  标称值-0.75kV/500A;  电压范围-0.5kV~-1kV.  以上4路电压连动输出。  稳定度1%.  工作温度范围0℃~+40℃。  存贮温度范围-40℃~+55℃。  外形尺寸160mm135mm43mm.  图像增强器的电极在加工时不可避免存在有毛刺,在高电压下尖端放电击穿打火。要把毛刺烧掉,需要有较大的电流。这样,一方面要求电源输出功率设计得更要大些,另一方面应有完善的保护措施。  系统框图及工作原理  25kV小型化高压电源的系统框图如图1所示。图1系统框图  输入的市电经净化滤波后整流成300V左右的直流电压加到半桥电路的MOS管上。控制电路由最常用SG3525芯片组成。控制电路通过高压部件反馈绕组检测输出电压的变化量,产生激励脉冲去驱动功率MOS场效应管,实现稳压输出。

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