Зарядка Конденсаторов И Высоковольтные Источники Питания Компании Spellman

УП-26

Проблема
Высоковольтные источники питания компании Spellman используются в широком спектре приложений, включая зарядку конденсаторов. Не все задачи по зарядке конденсаторов могут быть решены с помощью наших устройств, поэтому мы обычно предлагаем заказчику заполнить анкету по зарядке конденсаторов. Мы рассматриваем задачу и проверяем, будет ли работать стандартный блок, будет ли работать модифицированный стандартный блок, или же у нас нет аппаратного решения и нам необходимо отказаться от этой задачи. Каковы фундаментальные проблемы в работе высоковольтных источников питания компании Spellman и зарядки конденсаторов? Позвольте нам рассмотреть вопрос более подробно.

Как компания Spellman обеспечивает высокое напряжение
Практически вся продукция компании Spellman разрабатывается, производится и продается с использованием схемы, называемой умножителем Кокрофта — Уолтона. Данная схема представляет собой каскадную сеть из диодов и конденсаторов, используемых для генерирования высокого напряжения. Эта схема существовала долгое время и первоначально в 1930-х годах использовалась для экспериментов на ранних ускорителях. Путем последовательного расположения нескольких каскадов данной схемы можно генерировать чрезвычайно высокое напряжение, но этот метод генерации высокого напряжения имеет свои преимущества и недостатки.

Схема умножителя Кокрофта — Уолтона
В отличие от ранних применений этой схемы современные высокочастотные инверторные технологии работают на частоте десятков или сотен килогерц, снижая значение общей емкости, необходимой для работы. Тем не менее емкость может быть большой, и после зарядки до требуемого выходного напряжения накопленная энергия в емкости умножителя может быть существенной. Компания Spellman устанавливает серию ограничивающих резисторов между выходом умножителя Кокрофта — Уолтона и выходным разъемом высоковольтного источника питания для ограничения тока разряда при коротком замыкании до разумного уровня.

Серия ограничивающих резисторов
Данная серия ограничивающих резисторов должна рассеивать потери I²R номинального выходного тока источника питания вместе с рассеиванием энергии, накопленной в умножителе во время короткого замыкания. Во время короткого замыкания напряжение на выходном разъеме падает до нуля, но емкость умножителя все равно остается заряженной. Полное выходное напряжение подается на выходные ограничительные резисторы. Независимо от того, какая энергия накапливается в емкости умножителя, она рассеивается в виде тепла на выходных ограничительных резисторах. Данная сборка выходных ограничительных резисторов имеет ограниченные физические габариты и мощность. Часто сборка выходных ограничительных резисторов изолирована вместе с умножителем, что еще больше затрудняет его способность рассеивать тепловую энергию.

Перегрев сборки выходных ограничительных резисторов
Отдельный или кратковременный дуговой пробой не повредит источник питания, сборка выходных ограничительных резисторов обладает достаточной способностью рассеивать подобный тип энергии. Проблема появляется в случае возникновения повторяющегося, непрерывного дугового пробоя. В этом случае мощность, рассеиваемая на выходных ограничительных резисторах, может превысить допустимые значения. Серия ограничительных резисторов может перегреться и выйти из строя, что приведет к необратимому повреждению источника питания. Данный вид повреждений рассматривается как ненадлежащее использование источника питания, и ремонт не покрывается гарантией.

Схема защиты от дугового пробоя
Многие высоковольтные источники питания компании Spellman имеют схемы защиты от дугового пробоя, которые отслеживают дугообразование и могут срабатывать для предотвращения повреждения источника питания в результате непрерывного дугового пробоя. Некоторые из менее дорогих модульных блоков питания Spellman не имеют схем защиты от дугового пробоя, поэтому необходимо позаботиться о защите блока питания от непрерывного дугового пробоя.

Применение для зарядки конденсаторов
В области зарядки конденсаторов источники питания Spellman подходят для низкочастотных или «одноразовых» применений, в которых перегрев сборки выходных ограничительных резисторов не будет являться проблемой. Если ваша задача требует несколько Гц, десятки или сотни Гц продолжительного разряда короткого замыкания, то лучше использовать настоящий «источник питания для зарядки конденсаторов». Эти специализированные зарядные устройства спроектированы для минимизации выходной емкости и имеют очень эффективную схему ограничения, благодаря чему продолжительное короткое замыкание на выходе не является проблемой.

У компании Spellman есть несколько соответствующих блоков питания для зарядки конденсаторов — CCM, CCM500 и CCM1KW. Они действительно являются источниками питания для зарядки конденсаторов, но несколько ограничены в возможностях выходного напряжения.

Анкета по зарядке конденсаторов
Если ваша задача заключается в зарядке конденсаторов, пожалуйста, обратитесь к специалисту по продажам и заполните нашу анкету по зарядке конденсаторов, чтобы мы могли оценить ваши требования и проверить, есть ли у нас аппаратное решение, которое мы можем порекомендовать.