Convertidor de 3 V a 500 V CC

Hacer un suministro de 500 V capaz de algunos uA son bastante triviales:

De TechLib.com

El transformador puede ser cualquier transformador de aislamiento 1: 1 genérico, los transformadores de aislamiento de teléfono que puedes comprar en Radioshack funcionan bastante bien.

Sin embargo, esta fuente de alimentación no es capaz de suministrar cualquier poder real. Funciona muy bien para un contador Geiger, pero si tiene una carga menor que ~ \ $ 50M \ Omega \ $, comenzará a sobrecargarla.

Una recomendación conservadora típica para los convertidores de impulso es no aumentar en más de un factor de 6 (seis) en una sola etapa. Es más difícil hacer que el ciclo de retroalimentación sea estable en factores de impulso más altos. Pasar de 3V a 500V es mucho más que 6 veces mayor.

La topología Flyback podría funcionar. Acabo de hacer un diseño, que tenía un Flyback de 12V a 150V 20W. Aquí hay un artículo de EDN que describe una fuente de alta tensión: La fuente de alimentación de 1 kV produce un arco continuo (2004). Tiene un retorno seguido de un diodo / multiplicador de bomba de carga de condensador. LTC1871 se usa en el artículo, pero otros controladores PWM diseñados para MOSFET de lado bajo (boost, flyback, sepic) también pueden hacer este trabajo.

Una tercera posibilidad es un push-pull convertidor.

Si desea comprar un módulo de fuente de alimentación HV, puede ir a un lugar como EMCO .

Leí este hilo relevante aquí: Convertidor de 5 V a 160 V CC y tengo un par de consultas:

1. ¿El circuito LT1073 sería adecuado para esta aplicación? ¿Cuál sería el voltaje máximo que sentiría el LT1073 en el pin SW1? ? El pin SW1 MAX se menciona como 50V. ¿Es esto independiente del voltaje de suministro?

[NA: Creo que esta pregunta está en el contexto de la figura D1 en la página 93 de Nota 47 de la aplicación Linear Tech «s», que fue sugerida originalmente por Zebonaut en un hilo de 5 V a 160 V CC ].

El circuito en la nota de la aplicación es una combinación de un impulso y un voltaje de bomba de carga de diodo / capacitor doblador . La salida de la etapa de refuerzo es la mitad del total (más o menos unas gotas de diodo de 0,7 V). Ambas etapas están controladas por un solo lazo de control externo. En la figura original, la salida combinada es de 90 V, por lo que la salida de la etapa de refuerzo es de alrededor de 45 V. SW1 ve el voltaje dentro de su clasificación.

Zebonauts post sugirió cambiar las resistencias de retroalimentación para que la salida combinada sea 160V. En ese caso, SW1 vería 80V.
+1 al OP por notar el límite de voltaje en SW1.

Otra forma de aumentar el voltaje de salida del circuito LT1073 antes mencionado es agregar más etapas multiplicadoras de voltaje Cada etapa puede agregar hasta 50 V a la tensión de salida (igual a la tensión de salida de la etapa de refuerzo).

Un circuito para proporcionar una salida de 500 voltios desde unos pocos voltios de CC normalmente utilizará un transformador de salida. Puede lograr esto con un convertidor elevador de una sola etapa, pero lidiar con la capacitancia parásita (que tiende a limitar el voltaje máximo alcanzado) se vuelve difícil y si las cosas «se aglomeran» y los 500V entran en el circuito de entrada, de hecho se aglomerarán.

La < = fuente de alimentación de tubo Nixie de salida de 220 VCC a la que me referí en mi La respuesta a la «pregunta de 160 V» ES capaz de extenderse a 500 V PERO ya dependía del diseño y el autor recomendó seguir su diseño & PCB. extenderlo a 500 V sería sustancialmente más difícil ya que el almacenamiento de energía en los condensadores aumenta a medida que V ^ 2, por lo que (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1 el diseño se vuelve mucho más crítico.

Agregar un devanado secundario como en el Convertidor EDN 1 kV {ver Artículo adjunto aquí } o con un MC34063 usando, por ejemplo, figura 25 página 17 en la hoja de datos

A continuación se muestra un «solo indicativo» versión algo modificada del suministro de EDN 1 kV para mostrar algo que funcionaría. Consulte el artículo anterior para obtener más detalles. Quité el FET de protección de corriente de salida (y dejé los componentes no utilizados en su lugar) y quité el triplicador de voltaje.

Voltaje de arranque del MC34063.

Usted preguntó

Suponga que utilizo el MC34063 de bajo costo común, sería 3V el valor absoluto ¿Mínimo al que podría bajar?

La hoja de datos página 7 tabla 8 dice mínimo El voltaje de arranque es de 2.1 voltios ** típico * con MC34063A y de 1.5V típico con MC34063E.
Esto está limitado por el voltaje de estrella del oscilador y usted querría ver los problemas de la unidad de salida, etc. Si realmente quisiera el mínimo posible de Vin con Un MC34063 podría proporcionar un suministro local impulsado por su propia salida una vez que comenzó a funcionar. Probablemente podría ejecutar un circuito de este tipo desde dos celdas (NimH o alcalinas o …) con el debido cuidado de diseño.

Comentarios

• Gracias por eso. De hecho, estaría usando un paquete de pilas AAA de 3×1,5V. Hay un uC y una pantalla LCD alfanumérica retroiluminada alimentado por un convertidor elevador LM3578-5V. Solo estoy tratando de sacar el último culombio de las baterías. ¿Alguna recomendación de componentes genéricos para el transistor PNP y el MOSFET?
• ¿El FET obtendría suficientes Vgs a 3V especialmente porque el diodo cae otros 0,7 V? ¿Quizás sería mejor omitir el PNP y conducir la puerta directamente por el MC34063? No pude entender la necesidad del PNP, ¿es para descargar el voltaje de la puerta FET? TIA !!
• @EmbSysDev – La unidad MOSFET será suficiente para un MOSFET elegido para adaptarse al diseño :-). Yo ‘ d busco un MOSFET de Vgth muy bajo, aproximadamente 1 V, por lo que el voltaje de trabajo real de aproximadamente 2 V es suficiente. Utilizo el excelente CES2310 de Taiwán CETSEMI para este tipo de CCT, pero es difícil de conseguir en Occidente (un proveedor de Nueva Zelanda importa algunos). Hay otras alernativas disponibles. PERO es por eso que dije que podría proporcionar un suministro local para el MC34063, etc. para que funcione, digamos, con 12V autoalimentados una vez que comience. PERO un buen MOSFET es suficiente. El PNP es un seguidor de emisor desplegable para proporcionar una buena unidad de apagado para …
• McMahon Estaba tratando de obtener CES2310, pero parece que no admiten cantidades de muestreo incluso si se compran. si es factible conectar en paralelo BSS138 (Vgs 1.5V, Vds 20V, 200mA) y obtener la capacidad de corriente requerida.
• @RussellMcMahon, ¿cómo hacer que el MC34063A funcione con un voltaje de entrada de 2.1V? El uso de voltaje de entrada y salida de diodo-O a Vcc no funcionará, ya que habrá una caída de voltaje. Estoy tratando de hacer un convertidor de refuerzo Ni-MH de 2 celdas a 5 V, 100 mA con él.

Yo no he hecho uno con ese tipo de impulso, pero he visto diseños de convertidores de 5V a 400V usando varias etapas de la arquitectura DCDC de tipo boost.
Entiendo que debe tener mucho cuidado con los armónicos de la frecuencia de conmutación de cada etapa que afectan a la siguiente. Sincronizar las etapas ayuda.
Tiene la ventaja de que el tubo GM consume muy poca corriente (10 «sa 100» s de pico de uA) a alto voltaje, por lo que un multiplicador de voltaje tipo escalera que cuelga del extremo de un flyback podría ser una mejor opción .

El LT1073 es un convertidor de oscilador con compuerta. El MC34063 es un convertidor de período constante. Ninguno de estos enfoques genera un alto voltaje rápidamente. El ciclo de trabajo cambia drásticamente durante la rampa de 0 a 500 V.Un cargador de flash para fotos, como

http://www.digikey.ca/product-detail/en/TPS65563ARGTR/296-23687-1-ND/1927748

admite mejor el rango de voltaje grande. Entrega una energía constante por ciclo en el menor tiempo posible, al detectar cuándo se ha entregado la energía. La operación discontinua también alivia las tensiones de los componentes.

Flyback funciona bien con estos altos voltajes. Boost no lo hace. Además, el magnetismo deberá ser tolerante con los voltajes.

Tenga en cuenta la seguridad en este diseño. ¿Qué sucede con la carga almacenada en la salida cuando se corta la energía? ¿Qué protección se utiliza para evitar el contacto del usuario con los nodos de alta tensión?

Comentarios

• El voltaje se usa para cargar un » small cap » ca. 0.1uF. Todo el instrumento está en una caja de plástico, por lo que ningún usuario podría tocar el HV.