«А теперь ты потрогай!» Разъяснения по поводу времени спада выходного напряжения высоковольтного источника питания и времени разряда.

УП-05

Рассматривать лишь в качестве дополнительных данных о работе блоков питания. Настоящее примечание по применению само по себе не является «инструкцией по технике безопасности» для правильной установки и эксплуатации высоковольтных источников питания. Для ознакомления с полным объемом сведений по безопасности необходимо обратиться к документации, поставляемой с нашим оборудованием.

Как правило, высокие напряжения создаются инвертором, который запитывает повышающий трансформатор, подключенный к умножителю напряжения. Умножитель напряжения (схема, состоящая из конденсаторов и диодов) работает по принципу заряда и разряда конденсаторов на чередующихся полупериодах переменного напряжения, при этом в качестве выходного напряжения используется сумма напряжений этих конденсаторов, включенных последовательно. По определению, цепь умножителя напряжения – емкостная по своей природе, и она обладает способностью накапливать и удерживать заряд.

Из соображений повышения КПД, любые внутренние пути тока, направленные к заземлению, сводятся к минимуму. Как правило, единственной резистивной линией, соединяющей выход блока питания с землей, является высокоомная цепь делителя напряжения обратной связи. Этот делитель напряжения обратной связи вырабатывает низкоуровневый сигнал обратной связи с привязкой к земле, который используется для управления и регулирования блока питания.

Ориентация диодов в блоке умножителя такова, что блок питания положительной полярности может лишь подавать ток, но не отводить его. Поэтому в условиях отсутствия нагрузки цепь делителя напряжения обратной связи становится единственным путем разряда выходного напряжения. Рассмотрим типичное значение емкости умножителя блока и сопротивление делителя обратной связи, чтобы понять, о каких постоянных времени разряда (RC) идет речь в условиях отсутствия нагрузки.

 

SL60P300

0-60 кВ, 0-5 мА, 300 Вт
C (умножитель) = 2285 пФ R (обр. связь) = 1400 MΩ
RC = (2285 пФ) (1400 MΩ) = 3,199 сек
5 RC постоянных времени требуется для приближения к нулевому значению (~ 1,2%)
(5) (3,199 сек) = 15,995 сек

 

Вышеприведенный пример иллюстрирует, как в условиях отсутствия нагрузки получается, что для разряда выходного напряжения может потребоваться значительное время. Если к выходу блока питания подключена внешняя нагрузка, постоянная времени разряда может быть значительно меньше. Поэтому время спада напряжения на высоковольтных блоках питания называется «зависящим от нагрузки». Об этом следует помнить при работе с различными высоковольтными источниками питания.