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能夠產(chǎn)生連續(xù)電弧的1kV電源,核心器件: LTC1871

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核心器件: LTC1871

設(shè)計一種能夠產(chǎn)生連續(xù)電弧的高壓開關(guān)電源可能是具有挑戰(zhàn)性的。這種小巧高效的開關(guān)電源在輸出功率為 20W 時可輸出 1kV電壓，并能耐受連續(xù)電弧（即短路）（圖 1）。它使用標(biāo)準(zhǔn)的市售元件。使用R1將開關(guān)穩(wěn)壓控制器LTC1871設(shè)定在120kHz的額定工作頻率。該電路像間斷式回掃電路一樣工作，在 C1上產(chǎn)生 333V 電壓。二極管/電容器電荷泵倍增器把該電壓升高到三倍，在輸出端產(chǎn)生1000V 電壓。圖 2 示出了該電路產(chǎn)生的開關(guān)波形。當(dāng)初級開關(guān) Q1 導(dǎo)通時，輸出整流器被反向偏置，能量存儲于變壓器 T1 中。當(dāng) Q1 截止時，能量傳輸?shù)酱渭壘�圈，C2 和 C3 通過整流器提高輸出電壓。初級電壓升高，并通過變壓器和整流器 D1 箝位為C1上的電壓。變壓器耦合良好，所以漏電感幾乎不會造成電壓尖脈沖�？缃釉诔跫壘�圈上的小型 RC阻尼器可衰減阻尼振蕩，并降低 EMI（電磁干擾）。

小巧高效的開關(guān)電源在輸出功率為 20W 時可輸出 1kV電壓，并能耐受連續(xù)電弧


該電路產(chǎn)生的開關(guān)波形

　　為了起到限流保護(hù)作用，圖 1 所示電路包含兩個有源電路和一
 
個無源元件。電流檢測電阻器 R2 上的電壓把峰值初級電流限制在 7.5A。Q2起次級限流作用。請注意 圖2中波形2的電流上升前沿上的凸起。該凸起與波形 4 中 R3 兩端電壓正偏移一致，它是 C2 和 C3 的刷新電流。當(dāng)電路過載時，這一電流凸起大得足以增強(qiáng) Q2，從而折返負(fù)載電流（圖 3）。硬短路造成的功率耗散相對較低。不用Q2來進(jìn)行次級限流的 ，就 會導(dǎo)致短路電流和內(nèi)部功耗大大增加，從而導(dǎo)致初級開關(guān) Q1失效。R4為電源提供負(fù)載阻抗。

當(dāng)電路過載時，這一電流凸起大得足以增強(qiáng) Q2，從而折返負(fù)載電流

　　該負(fù)載有助于限制倍增器電容器和二極管中的峰值電流應(yīng)力。不要降低 R4的額定功率，因?yàn)檫B續(xù)弧期間的功耗可能很大。假如 R4未能斷開，反饋電路就會強(qiáng)制進(jìn)行一個完整的工作周期，帶來災(zāi)難性后果。R4的值太低可能招致電路燒毀和數(shù)小時的調(diào)試工作。電弧是最令人緊張的，輸出電容器不斷地充電和放電（圖 4）。作為最終的品質(zhì)因數(shù)，電路的效率很高（圖 5）。在 12V 輸入電壓和 20W 滿負(fù)載時，效率達(dá)到 87.3%，并在 24W 過載時升高到 87.7%。

電弧是最令人緊張的

　　那么，該電路適合哪些應(yīng)用呢？也許適用于電池供電的滅蟲器。并且，正如把火線掠過接地的檔案柜一樣，這是一種很棒的工具，可以用來使生產(chǎn)車間里收聽調(diào)幅電臺的人聽不清節(jié)目。該電路大概還不能提供足夠大的能量，無法用作等離子體切割機(jī)的離子發(fā)生器，但我認(rèn)識的一位工程師愿意試一試。該電路的一個老版本使用了單片開關(guān)電源，并使用了適合于香蕉形插接件的材料，能產(chǎn)生明亮的橙色光和足夠的熱量（還有大量的臭氧），從而引發(fā)將它用作滅火器想法。我才不會把這種電路用作訓(xùn)貓器或電柵欄。該電路的確能產(chǎn)生致命的電壓，訴訟費(fèi)可能相當(dāng)高。你還是自己冒險制作這種電路的原型吧。

作為最終的品質(zhì)因數(shù)



  來源:零八我的愛
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