Convertisseur 3V à 500V DC

Créer une alimentation de 500 V capable de quelques uA sont en fait assez triviaux:

De TechLib.com

Le transformateur peut être nimporte quel transformateur disolement générique 1: 1, les transformateurs disolement de téléphone que vous pouvez acheter chez radioshack fonctionnent assez bien.

Cependant, cette alimentation nest pas capable de fournir nimporte quelle puissance réelle. Cela fonctionne très bien pour un compteur Geiger, mais si vous avez une charge plus petite que ~ \ $ 50M \ Omega \ $, vous commencerez à la surcharger.

Une recommandation conservatrice typique pour les convertisseurs boost est de ne pas augmenter de plus dun facteur 6 (six) en une seule étape. Il est plus difficile de stabiliser la boucle de rétroaction à des facteurs de suralimentation plus élevés. Passer de 3V à 500V, cest beaucoup plus que 6x.

La topologie Flyback pourrait fonctionner. Je viens de faire une conception, qui avait un Flyback 12V à 150V 20W. Voici un article EDN qui décrit une alimentation HT: Lalimentation 1 kV produit un arc continu (2004). Elle a un flyback suivi dune diode / Le multiplicateur de pompe de charge de condensateur. Le LTC1871 est utilisé dans larticle, mais dautres contrôleurs PWM conçus pour les MOSFET low side (boost, flyback, sépic) peuvent également faire ce travail.

Une troisième possibilité est un push-pull convertisseur.

Si vous souhaitez acheter un module dalimentation HT, vous pouvez vous rendre à un endroit comme EMCO .

Jai lu ce fil de discussion pertinent ici: Convertisseur 5V à 160V DC et jai quelques questions:

1. Le circuit LT1073 conviendrait-il à cette application? Quelle serait la tension maximale ressentie par le LT1073 à la broche SW1 ? SW1 pin MAX est mentionné comme 50V. Est-ce indépendant de la tension dalimentation?

[NA: Je pense que cette question est dans le contexte de la figure D1 à la page 93 de Linear Tech « s app » note 47 , qui a été initialement suggéré par Zebonaut en filetage 5V à 160V DC ].

Le circuit dans la note dapplication est une combinaison dun boost et dun doubleur de tension de pompe de charge de diode / condensateur . La sortie est de létage de suralimentation est la moitié du total (donner ou prendre quelques gouttes de diode de 0,7 V). Les deux étages sont contrôlés par une seule boucle de contrôle externe. Dans la figure originale, la sortie combinée est de 90V, donc la sortie de létage de suralimentation est denviron 45V. SW1 voit la tension dans son classement.

Zebonauts post suggérait de changer les résistances de rétroaction afin que la sortie combinée soit de 160V. Dans ce cas, SW1 verrait 80V.
+1 à lOP pour avoir remarqué la limite de tension sur SW1.

Une autre façon daugmenter la tension de sortie du circuit LT1073 susmentionné est dajouter plus détages multiplicateurs de tension Chaque étage peut ajouter jusquà 50V à la sortie dune tension (égale à la tension de sortie de létage de suralimentation).

Un circuit pour fournir une sortie de 500 Volts à partir de quelques Volts CC utilisera généralement un transformateur de sortie. Vous pouvez y parvenir avec un convertisseur élévateur à un étage, mais il devient difficile de gérer la capacité parasite (qui tend à limiter la tension de crête atteinte) et si les choses « aglae » et que le 500V pénètre dans le circuit dentrée, elles se grouperont en effet très aglae.

Le < = alimentation à tube Nixie de sortie 220 VDC auquel jai fait référence dans mon La réponse « 160V question » EST capable dextension à 500V MAIS elle dépendait déjà de la mise en page et lauteur a recommandé de suivre sa conception & PCB. létendre à 500 V serait beaucoup plus difficile car le stockage dénergie dans les condensateurs augmente à mesure que V ^ 2, de sorte que la disposition (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1 devient beaucoup plus critique.

Ajout dun enroulement secondaire comme dans le convertisseur EDN 1 kV {voir Article daccompagnement ici } ou avec un MC34063 en utilisant par exemple figure 25 page 17 dans la fiche technique

Ci-dessous est un « indicatif seulement » version quelque peu modifiée de lalimentation EDN 1 kV pour montrer quelque chose qui fonctionnerait. Voir larticle ci-dessus pour plus de détails. Jai supprimé le FET de protection du courant de sortie (et laissé les composants inutilisés en place) et supprimé le tripleur de tension.

Tension de démarrage du MC34063.

Vous avez demandé

Supposons que jutilise le MC34063 à faible coût commun, 3V serait labsolu au minimum que je pourrais descendre?

Le fiche technique page 7 tableau 8 indique le minimum la tension de démarrage est de 2,1 volts ** typique * avec MC34063A et de 1,5 V typique avec MC34063E.
Ceci est limité par la tension en étoile de loscillateur et vous voulez examiner les problèmes dentraînement de sortie, etc. Si vous vouliez vraiment un minimum de Vin possible avec un MC34063 vous pouvez fournir une alimentation locale pilotée par sa propre sortie une fois quil a commencé à fonctionner. Vous pourriez probablement faire fonctionner un tel circuit à partir de deux cellules (NimH ou alcaline ou …) avec le soin de conception nécessaire.

Commentaires

• Merci pour cela.En fait, jutiliserais un pack de cellules AAA 3×1,5V.Il y a un uC et un LCD alphanumérique rétro-éclairé alimenté par un convertisseur élévateur LM3578-5V.Jessaie juste de retirer le dernier coulomb de leurs batteries.Des recommandations de composants génériques pour le transistor PNP et le MOSFET?
• Le FET obtiendrait-il suffisamment de Vgs à 3V dautant plus que la diode baisse encore 0,7 V? Peut-être serait-il préférable domettre le PNP et de piloter la porte directement par le MC34063? Je ne pouvais pas comprendre la nécessité du PNP, est-ce pour décharger la tension de la porte FET? TIA !!
• @EmbSysDev – Le lecteur MOSFET sera suffisant pour un MOSFET choisi en fonction du design :-). Je ‘ cherche un MOSFET Vgth très faible – environ 1V – donc une tension de fonctionnement réelle denviron 2V est suffisante. Jutilise le superbe CES2310 de CETSEMI taïwanais pour ce genre de cct – mais difficile à obtenir en Occident (un fournisseur NZ en importe). Dautres alternatives sont disponibles. MAIS cest pourquoi jai dit que vous pouviez fournir une alimentation locale pour le MC34063, etc., de sorte quil fonctionne sur 12 V auto-alimenté une fois quil a démarré. MAIS un bon MOSFET suffit. Le PNP est un suiveur démetteur déroulant pour fournir une bonne commande darrêt à …
• McMahon Jessayais de me procurer CES2310, mais il semble quils ne prennent pas en charge les quantités déchantillonnage même si elles sont achetées. sil est possible de mettre en parallèle le BSS138 (Vgs 1,5 V, Vds 20 V, 200 mA) et dobtenir la capacité de courant requise.
• @RussellMcMahon, comment faire fonctionner le MC34063A avec une tension dentrée de 2,1 V? Lutilisation de la tension dentrée et de sortie diode-OR à Vcc ne fonctionnera pas, car il y aura une chute de tension. Jessaie de faire un convertisseur élévateur Ni-MH à 2 cellules à 5 V, 100 mA avec.

Je n’en ai pas fait moi-même avec ce genre de boost, mais j’ai vu des conceptions de convertisseurs 5V à 400V utilisant plusieurs étages darchitecture DCDC de type boost.
Je comprends quil faut faire très attention aux harmoniques de la fréquence de commutation de chaque étage affectant le suivant. La synchronisation des étapes aide.
Vous avez lavantage que le tube GM prend très peu de courant (10 « s à 100 » s de crête uA) à haute tension, donc un multiplicateur de tension de type échelle suspendu à lextrémité dun flyback pourrait être un meilleur choix .

Le LT1073 est un convertisseur doscillateur à portes. Le MC34063 est un convertisseur à période constante. Aucune de ces approches naccumule rapidement une haute tension. Le cycle de service change considérablement pendant la rampe de 0 à 500 V.Un chargeur flash photo, tel que

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

accepte la grande plage de tension mieux. Il délivre une énergie constante par cycle dans les plus brefs délais, en détectant quand lénergie a été délivrée. Un fonctionnement discontinu atténue également les contraintes des composants.

Flyback fonctionne bien à ces hautes tensions. Boost ne le fait pas. Le magnétisme devra également être tolérant aux tensions.

Veuillez tenir compte de la sécurité dans cette conception. Quarrive-t-il à la charge stockée dans la sortie lorsque lalimentation est coupée? Quelle protection est utilisée pour empêcher lutilisateur dentrer en contact avec les nœuds haute tension?

Commentaires

• La tension est utilisée pour charger une  » petite capitalisation  » ca. 0,1 uF.Linstrument entier est dans une boîte en plastique, de sorte quaucun utilisateur ne puisse toucher le HV.