Что такое высоковольтный блок питания?

Что такое блок питания высокого напряжения?

Блок питания высокого напряжения — это блок питания, который обрабатывает особенно высокие напряжения.

Высокое напряжение обычно относится к напряжениям в диапазоне от нескольких тысяч вольт (В = вольт: единица напряжения) до нескольких десятков тысяч В или выше. Напряжение, передаваемое энергетическими компаниями, составляет 6,6 кВ или выше, но высокое напряжение обычно определяется как 600 В переменного тока (750 В постоянного тока) или выше.

Электроприборы, которые мы используем в нашей повседневной жизни, имеют низкое напряжение 100 В переменного тока или 200 В переменного тока. Это связано с тем, что стандартное напряжение электропитания, передаваемое от генерирующих объектов энергетической компании к каждому домохозяйству, составляет либо 100 В переменного тока, либо 200 В переменного тока.

Хотя типичные блоки питания рассчитаны на 100 В переменного тока или 200 В переменного тока, некоторое оборудование может генерировать более высокие напряжения в зависимости от условий использования. В частности, это устройства, которым требуется более высокое напряжение, чем напряжение источника питания, или устройства, которые необходимо протестировать на устойчивость к высоким напряжениям. Чтобы выполнить это требование, необходим преобразователь, который генерирует более высокое напряжение, чем напряжение источника питания, используемое обычными пользователями. В таких случаях используются блоки питания высокого напряжения.

Применение высоковольтных источников питания

Высоковольтные источники питания в основном используются для работы изделий, требующих высокого напряжения, и для выдерживания испытаний напряжением.

Примерами оборудования, требующего высокого напряжения, являются оборудование, используемое для покраски автомобильных кузовов и строительных материалов, оборудование, используемое для обработки поверхности металлов и пластика, рентгеновское оборудование, используемое для лучевой терапии и рентгена, а также электронные микроскопы.

Испытание на сопротивление давлению проводится на промышленном электрооборудовании, таком как электрические провода. Изделия часто испытываются на выдерживание напряжения 1500 В в течение 1 минуты или 1800 В в течение 1 секунды перед отправкой, а также проверяется выдерживаемое напряжение изоляции. Поэтому введение высоковольтных блоков питания является обязательным. Они также используются для практического обучения для получения квалификации высоковольтных и специальных высоковольтных обработчиков электроэнергии.

Принцип работы высоковольтных блоков питания

Высоковольтные блоки питания представляют собой преобразователи, которые вводят переменный ток, передаваемый в конец линии, и выдают его в виде высокого напряжения. Преобразователь представляет собой устройство (блок), которое преобразует переменное напряжение питания, передаваемое от энергокомпании, в постоянное напряжение с помощью схемы с диодами, называемой выпрямителем, и сглаживает напряжение с помощью электролитического конденсатора.

Однако простое использование преобразователя только выведет постоянное напряжение, сглаженное при низком напряжении, поскольку оно составляет 100 В или 200 В, и не обеспечит высокое напряжение в 10 или 100 раз или более от первоначально желаемого напряжения. Можно повысить напряжение просто за счет коэффициента трансформации повышающего трансформатора, но коэффициент трансформации имеет практический предел.

Для получения высокого напряжения используется схема Кокрофта-Уолтона, объединяющая диод и конденсатор. Этот метод использует емкость конденсатора и выпрямляющее действие диода. После того, как конденсатор запасает электричество в ответ на вход переменного тока в одном направлении, напряжение повышается, когда ток течет в противоположном направлении.

Этот метод схемы обычно используется для повышения напряжения путем наложения описанной ранее схемы на основе выпрямителя и также называется схемой удвоения напряжения или схемой генератора высокого напряжения среди технического персонала. Поскольку увеличение напряжения представляет собой четное умножение, невозможно повысить напряжение в нечетное число раз. Высокие напряжения в 1 кВ или выше могут быть получены путем объединения соответствующего высоковольтного диода и керамического конденсатора.

Другая информация о высоковольтных блоках питания

1. Модуль высоковольтного питания

Высоковольтные модули питания представляют собой высоковольтные совместимые блоки питания, способные поставлять высокие напряжения, которые обычно генерируют 1 кВ или более.

Среди них производители блоков питания, зарекомендовавшие себя благодаря своему технологическому опыту в уменьшении размеров за счет повышения эффективности при обеспечении низкого уровня шума и надежности, добились низких цен за счет увеличения количества и простоты использования своей продукции, а также модулировали свои высоковольтные выходные блоки питания как продукты общего назначения.

Основные производители и продукты высоковольтных модулей питания включают серию OHV от Bellnix, серию TCR от American High Voltage; серию HGP от Matsusada Precision, HitekPower от General Products; серию TMK от Takasago Machinery Works, серию C14051 от Hamamatsu Photonics и т. д. Чем больше увеличивается выходной ток в дополнение к исходному высокому напряжению, тем больше становится размер модуля. Поэтому необходимо выбирать модуль, обращая внимание на его запас, повышение температуры и диэлектрическую прочность в зависимости от фактического использования нагрузки.

2. Плата высоковольтного питания

Подложка высоковольтного источника питания представляет собой цепь высокого напряжения, поэтому необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности для подложки, используемой в цепи высокого напряжения. Это связано с тем, что чем выше напряжение, тем больше стандарт требует, чтобы изоляционное расстояние платы было достаточно защищено. Чем выше напряжение, тем больше вероятность серьезного поражения электрическим током во время работы. Для обеспечения безопасности необходимо принять меры безопасности против выдерживаемого напряжения и поражения электрическим током, включая расстояние утечки и изоляционное расстояние печатной платы, а также установку защитного заземления.

На практике стандарт IEC в обязательном порядке требует разработки шаблона платы, который обеспечивает изоляционные расстояния между токопроводящими рисунками медной фольги на плате на основе стандартов каждой страны. Несоблюдение этого требования может привести к штрафам или другим наказаниям как к нарушению закона, и не только штрафам, но и потере общественного доверия. Поэтому как производитель, так и пользователь должны быть очень осторожны, чтобы гарантировать, что изоляционное расстояние рисунка платы соответствует стандарту.