Capacitor Charging and Spellman High Voltage Power Supplies

コンデンサの充電とスペルマンの高圧電源装置

問題:
スペルマン高圧電源は、コンデンサの充電を含むさまざまなアプリケーションで使用されます。すべてのコンデンサ充電アプリケーションが当社のユニットで対応できるわけではないため、通常、お客様にコンデンサ充電の質問票に記入してもらいます。我々が、アプリケーションと標準ユニットが機能するか、変更された標準ユニットが機能するか、またハードウエアでの解決策がなくお断りしなくてはならないかどうかを確認いたします。スペルマンの高圧電源とコンデンサ充電の基本的な問題について、もう少し詳しくご説明します。

スペルマンが高電圧を作る方法：
スペルマンが設計、製造、販売するほぼすべての製品は、コッククロフト・ウォルトンマルチプライヤーと呼ばれる回路を利用しています。この回路は、高電圧を生成するために使用されるダイオードとコンデンサのカスケードネットワークです。この回路は長い間存在しており、もともとは1930年代の初期の粒子加速器の実験に使用されていました。この回路の複数のステージを直列に配置することにより、非常に高い電圧を生成できますが、この方法には長所と短所があります。

コッククロフト・ウォルトンマルチプライヤー回路：
この回路の初期の使用とは異なり、今日の高周波スイッチモードインバータ技術は、数十または数百キロヘルツで動作し、必要な全体的な静電容量の値を減らします。それでも静電容量は大きくなる可能性があり、目的の出力電圧に充電されると、マルチプライヤーの静電容量に蓄積されたエネルギーが大きくなる可能性があります。スペルマンは、コッククロフト・ウォルトンマルチプライヤーの出力と高圧電源の出力コネクタの間に直列制限抵抗アセンブリを挿入し、短絡放電電流を適切なレベルに制限します。

直列制限抵抗：
この直列制限抵抗アセンブリは、短絡時にマルチプライヤーに蓄積されたエネルギーを消費するとともに、電源の定格出力電流のI²R損失を消費する必要があります。短絡中、出力コネクタの電圧はゼロに低下しますが、マルチプライヤーの静電容量はまだ充電されています。全出力電圧は、抵抗性出力制限アセンブリの両端に印加されます。マルチプライヤーの静電容量に蓄えられたエネルギーは、すべて抵抗性出力制限アセンブリで熱として放散されます。この抵抗出力制限アセンブリは、物理的なサイズと電力処理能力が制限されています。多くの場合、抵抗性出力制限アセンブリは、マルチプライヤーアセンブリの残りの部分と一緒にカプセル化され、熱エネルギーを放散する能力をさらに妨げます。

直列出力制限抵抗アセンブリの過熱：
個別または断続的なアーク放電によって電源が損傷することはありません。直列出力制限アセンブリには、この種の電力損失を放散する十分な機能があります。「問題」は、繰り返しの連続的なアーク放電が起きたときに発生します。このシナリオでは、直列出力制限抵抗で消費される電力が、その電力処理能力を超える可能性があります。直列制限抵抗は、熱的に過熱して故障し、電源に恒久的な損傷を与える可能性があります。このタイプの損傷は電源の乱用と見なされ、修理は保証の対象になりません。

アーク検出回路：
スペルマンの高圧電源の多くは、アーク放電を監視するアーク検出回路を備えており、継続的なアーク放電による電源の損傷を防ぐために、電源に代わって検出することができます。スペルマンの低価格モジュラー電源の一部には、アーク検出回路がないため、電源を継続的なアークから保護するように注意する必要があります。

コンデンサ充電アプリケーション：
スペルマンの電源が対処するのに適している種類のコンデンサ充電アプリケーションは、直列出力制限抵抗アセンブリでの熱の蓄積が問題にならない低周波または「シングルショット」アプリケーションです。アプリケーションで数ヘルツ、数十または数百ヘルツの短絡放電が連続的に必要な場合は、真の「コンデンサ充電電源」の方がアプリケーションに適しています。これらの専用キャップ充電器は、出力容量を最小限に抑えるように設計されており、出力の連続的な短絡放電を問題にしない非常に有能な出力制限回路を備えています。

スペルマンには、CCM、CCM500、CCM1KWという実際の「キャップ充電」電源がいくつかあります。これらは真のコンデンサ充電電源ですが、出力電圧能力には多少の制限があります。

コンデンサ充電質問票：
アプリケーションがコンデンサ充電の場合は、スペルマンの営業担当にご連絡いただき、コンデンサ充電質問票へのご記入をお願いいたします。要件を評価し、推奨できるハードウェアソリューションがあるかどうかを確認できます。

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