3V till 500V DC-omvandlare

Gör en 500 V-matning kapabel några uA är faktiskt ganska triviala:

Från TechLib.com

Transformatorn kan vara vilken generisk 1: 1-isoleringstransformator som helst, telefonisoleringstransformatorerna som du kan köpa på radioshack fungerar ganska bra.

Denna strömförsörjning är dock inte kan leverera all verklig kraft. Det fungerar bra för en geiger-räknare, men om du har en last som är mindre än ~ \ $ 50M \ Omega \ $, kommer du att börja överbelasta den.

En typisk konservativ rekommendation för boost-omvandlare är att inte öka med mer än en faktor 6 (sex) i ett enda steg. Det är svårare att göra feedbackslingan stabil vid högre boostfaktorer. Att gå från 3V till 500V är mycket mer än 6x.

Flyback-topologi kan fungera. Jag har precis gjort en design som hade en 12V till 150V 20W flyback. Här är en EDN-artikel som beskriver en HV-matning: 1-kV strömförsörjning producerar en kontinuerlig ljusbåge (2004). Den har en återgång följt av en diod / kondensatorladdningspumpmultiplikator. LTC1871 används i artikeln, men andra PWM-styrenheter som är utformade för lågsidiga MOSFET (boost, flyback, sepic) kan också göra det här jobbet.

En tredje möjlighet är en push-pull omvandlare.

Om du vill köpa en HV-strömförsörjningsmodul kan du gå till en plats som EMCO .

Jag läser den här relevanta tråden här: 5V till 160V DC-omvandlare och jag har ett par frågor:

1. Skulle LT1073 vara lämplig för den här applikationen. Vad skulle vara den maximala spänningen som känns av LT1073 vid SW1-stiftet SW1-stift MAX nämns som 50 V. Är detta oberoende av matningsspänningen?

[NA: Jag tror att den här frågan står i sammanhanget med figur D1 på sidan 93 i Linear Techs app ”not 47 , som ursprungligen föreslogs av Zebonaut i 5V till 160V DC-tråd ].

Kretsen i appnoten är en kombination av en boost och en diode / kondensator laddningspumpspänning dubbelare . Utgången är att boost-steget är hälften av det totala (ge eller ta några 0,7V diodfall). Båda stegen styrs av en enda yttre kontrollslinga. I den ursprungliga figuren är den kombinerade uteffekten 90V, så utgången från boost-steget är cirka 45V. SW1 ser spänningen inom dess betyg.

Zebonauts post föreslog att ändra återkopplingsmotstånden så att den kombinerade utgången är 160V. I så fall skulle SW1 se 80V.
+1 till OP för att lägga märke till spänningsgränsen på SW1.

Ett annat sätt att öka utspänningen för den tidigare nämnda LT1073-kretsen är att lägga till fler spänningsmultiplikatorsteg Varje steg kan lägga till upp till 50 V utgången en spänning (lika med utgångsspänningen för boost-steget).

En krets för att ge 500 volts utgång från några volt DC använder vanligtvis en utgångstransformator. Du kan uppnå detta med en enstegs boost-omvandlare men att hantera avvikande kapacitans (som tenderar att begränsa toppspänningen uppnås) blir svårt och om saker ”gäng aglae” och 500V kommer in i ingångskretsarna kommer de verkligen att agla mycket.

< = 220 VDC ouput Nixie tube power supply som jag hänvisade till i min Svaret på ”160V-frågan” kan utökas till 500V MEN det var redan layoutberoende och författaren rekommenderade att följa sin design & PCB. att förlänga det till 500 V skulle vara väsentligt svårare eftersom energilagring i kondensatorer ökar med V ^ 2 så att (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1-layout blir mycket mer kritisk.

Lägga till en sekundär lindning som i EDN 1 kV-omvandlare {se Ledsagande artikel här } eller med en MC34063 med t.ex. figur 25 sida 17 i databladet

Nedan visas en ”endast vägledande” något modifierad version av EDN-leveransen 1 kV för att visa något som skulle fungera. Se artikeln ovan för mer information. Jag har tagit bort utströmskyddet FET (och lämnat de oanvända komponenterna på plats) och tagit bort spänningsutlösaren.

MC34063 startspänning.

Du frågade

Antag att jag använder den vanliga billiga MC34063, skulle 3V vara absolut minimum kan jag gå ner till?

datablad sidan 7, tabell 8 säger minimum startspänning är 2,1 Volt ** typiskt * med MC34063A och 1,5 V typiskt för MC34063E.
Detta begränsas av oscillatorns stjärnspänning och du vill titta på utdataenhetens problem etc. Om du verkligen ville ha minsta möjliga Vin med en MC34063 kan du tillhandahålla en lokal leverans som drivs av sin egen produktion när den började köras. Du kan antagligen köra en sådan krets från två celler (NimH eller Alkaline eller …) med vederbörlig designvård.

Kommentarer

• Tack för det. Jag skulle faktiskt använda ett 3×1,5V AAA-cellpaket. Det finns en uC och en alfanumerisk LCD med bakgrundsbelysning drivs av en boost-omvandlare LM3578-5V.Jag försöker bara ta ut den sista coulomb från batterierna. Några generiska komponentrekommendationer för PNP-transistorn och MOSFET?
• Skulle FET få tillräckligt med Vgs vid 3V speciellt eftersom dioden tappar ytterligare 0,7V? Kanske skulle det vara bättre att utelämna PNP och köra grinden direkt med MC34063? Jag förstod inte behovet av PNP, är det för urladdning av FET-grindspänningen? TIA !!
• @EmbSysDev – MOSFET-enheten räcker för en MOSFET som valts för att passa designen :-). Jag ’ jag letade efter en mycket låg Vgth MOSFET – cirka 1V – så den faktiska arbetsspänningen på cirka 2V är riklig. Jag använder den helt fantastiska CES2310 från taiwanesiska CETSEMI för denna typ av cct – men svårt att komma i väst (en NZ-leverantör importerar en del). Andra alernativa är tillgängliga. MEN det är därför jag sa att du kunde tillhandahålla en lokal leverans till MC34063 etc så den går på säg självförsörjad 12V när den börjar. MEN bra MOSFET räcker. PNP är en pull down emitterföljare för att ge en bra avstängningsenhet till …
• McMahon Jag försökte källa till CES2310, men det verkar som om de inte stöder samplingsmängder även om de köpts. om det är möjligt att parallellt BSS138 (Vgs 1.5V, Vds 20V, 200mA) och få erforderlig strömkapacitet.
• @RussellMcMahon, hur får man MC34063A att fungera med 2,1V ingångsspänning? Att använda diod-ELLER-ingång och utspänning till Vcc fungerar inte, eftersom det kommer att bli ett spänningsfall .. Jag försöker skapa en 2-cells Ni-MH till 5V, 100mA boost-omvandlare med den.

Jag har inte gjort en med den typen av boost själv, men jag har sett konstruktioner av 5V till 400V omvandlare med flera steg i DCDC-arkitektur av boost-typ.
Jag förstår att du måste vara mycket försiktig med övertoner för omkopplingsfrekvensen för varje steg som påverkar nästa. Synkronisering av stegen hjälper.
Du har fördelen att GM-röret tar väldigt lite ström (10 till 100 tum av uA-topp) vid en hög spänning, så en spänningsmultiplikator av stege som hänger i slutet av en återgång kan vara ett bättre val .

LT1073 är en gated oscillatoromvandlare. MC34063 är en omvandlare för konstant period. Ingen av dessa metoder bygger snabbt upp en högspänning. Arbetscykeln förändras dramatiskt under rampen från 0 till 500 V.En fotoladdare, till exempel

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

rymmer det stora spänningsområdet bättre. Den levererar en konstant energi per cykel på kortast möjliga tid genom att upptäcka när energin har levererats. Diskontinuerlig drift underlättar också komponentens påkänningar.

Flyback fungerar bra vid dessa höga spänningar. Boost gör det inte. Även magnetiken måste vara tolerant mot spänningarna.

Tänk på säkerheten i denna design. Vad händer med den lagrade laddningen i utgången när strömmen tas bort? Vilket skydd används för att förhindra användarkontakt med högspänningsnoderna?

Kommentarer

• Spänningen används för att ladda ett ” litet lock ” ca. 0.1uF Hela instrumentet är i en plastlåda, så att ingen användare skulle kunna röra HV.