一款小型化高壓小功率電源的設計

　　外形尺寸160mm×135mm×43mm.

　　圖像增強器的電極在加工時(shí)不可避免存在有毛刺，在高電壓下尖端放電擊穿打火。要把毛刺燒掉，需要有較大的電流。這樣，一方面要求電源輸出功率設計得更要大些，另一方面應有完善的保護措施。

　　系統框圖及工作原理

　　25kV小型化高壓電源的系統框圖如圖1所示。

　　圖1 系統框圖

　　輸入的市電經(jīng)凈化濾波后整流成300V左右的直流電壓加到半橋電路的MOS管上?？刂齐娐酚勺畛Ｓ肧G3525芯片組成?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)高壓部件反饋繞組檢測輸出電壓的變化量，產(chǎn)生激勵脈沖去驅動(dòng)功率MOS場(chǎng)效應管，實(shí)現穩壓輸出。技術(shù)難點(diǎn)及解決辦法

　　1、體積與絕緣

　　這種電源是專(zhuān)為X射線(xiàn)增強器配套的，它被安裝在X射線(xiàn)增強器底座下一個(gè)狹小的空間，因而要求體積小。體積的減小與電路形式的選擇，電路的性能及絕緣，散熱等問(wèn)題有直接關(guān)系。本電路將功率變換、控制電路等部分和高壓部分分開(kāi)屏蔽放置，并選擇高強度的絕緣介質(zhì)填充高壓部分，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

　　2、高頻高壓變壓器

　　圖2 考慮分布電容的變壓器模型

　　高頻高壓變壓器是高壓電源的核心部件。在低壓（功率）變壓器中，可以不考慮波形的畸變和工作頻帶的問(wèn)題，因而可以忽略分布電容的影響。在高頻高壓變壓器中，由于匝數增多，特別是次級匝數增多，當變壓器工作頻率比較高和電壓變化率比較大時(shí)，必須考慮分布電容和漏感問(wèn)題。這時(shí)，變壓器模型如圖2所示。L1為漏感，Cp和Cs分別為初級和次級的分布電容。變壓器漏感L1和次級分布電容構成了串聯(lián)諧振電路。當變壓器次級開(kāi)路或負載較輕時(shí)變壓器可看成電感，因而與次級分布電容Cs構成并聯(lián)諧振電路，其等效電路如圖3所示。發(fā)生諧振時(shí)，電容兩端的電壓會(huì )高出工作電壓，也就是說(shuō)變壓器內部的電壓會(huì )高于輸出電壓。這無(wú)形中增大了對變壓器的耐壓要求。因而在變壓器的繞制過(guò)程中，要盡量減少分布電容和漏感。假設各層電容相等，繞組共有m層，則分布電容Cs=C（C為次級繞組固有電容，N2為次級繞組匝數）。當次級匝數一定時(shí)，次級等效到初級的分布電容與次級的層數有關(guān)，層數越多分布電容越小。每一層上的匝數越少，分布電容越小。為了減小分布電容，采取分段分組繞制方式，并增加層數，減小每層匝數。變壓器采用馬蹄形鐵氧體磁芯，其繞制示意如圖4所示。

　　圖3 分布電容折合到初級的等效電路