高压可调设计

只看该作者 · 2015-1-9 21:38

本帖最后由 magic_yuan 于 2015-1-10 15:43 编辑

各位大神，
实验室要做个类似OP+BJT放大跟随电路的恒压输出，不过处理的电压高达1KV可调，输出电流10mA以内。采用市面采购的1200V直流电源供电。
完全没接触过高压。
不知道这种电路容易设计不？这么高电压要注意些什么事项呢。
这么高电压，一般的器件都用不了了，也十分危险。
大神们有推荐的书籍或者关键词提供么，目前完全没头绪。
感谢啊！

  见图中：
   1，OP输入电压,BJT功率放大，用1200V电压源供电（和低压电源共GND）。
   2，BJT输出有采样电阻，通过采样电阻来采集输出的电流。图中所有电平共GND---能否共GND呢？
   3，负载为为容性和阻性负载，针对不同的应用，变化不一。
   4，输出电压0~1200V，输出电流0~10mA.

  难点：1，如果实现高阻抗跟随呢？
         2，如何实现高压差分采样呢？-------------如果用浮动差分供电，是否会因为浮动源没有及时变化而烧坏器件呢---被供电OP？
         3，高压电源是否会干扰低压源呢？

1万 · 2015-1-9 21:49

注意别电着自己了

;P

1万 · 2015-1-9 21:57

感觉没那么可怕
输出部分要么是变压器，要么就那么一、两个功率器件离高压近；
高压电容多的是，高压功率管也多了去。

反馈，要么是光耦，要么电阻分压，过来也是小信号了。

关键是，达到这样高压、这样大电流，电路方案怎么设计？把握多大？

1万 · 2015-1-9 22:01

没有讲情。

只看该作者 · 2015-1-9 22:10

玄德发表于 2015-1-9 21:57
感觉没那么可怕
输出部分要么是变压器，要么就那么一、两个功率器件离高压近；
高压电容多的是，高压功率 ...

感谢！
  是啊，大概是这样。
  方案如果按常规的分压电阻反馈，用低压OP驱动高压电输出，不知道情况怎么样。
  1，这么高的电压，摆动速度估计很重要。而低压OP的摆动率不怎么样，需要后级加速。
  2，过冲控制很重要。冲多了烧东西。
  3，估计要用到多级放大。多次放大后估计相位滞后厉害，弄不好震荡得不行。
  4，这么高电压，漏电厉害
  5，高压产生的电流可能会有脉冲电流？流过地线是否会干扰其他共地的系统呢？如果防止？
  。。。。。。。。。。。。。。。

3万 · 2015-1-9 23:16

你上面的电路肯定不行的；

3万 · 2015-1-10 06:35

楼主首帖的图，连输出端在哪里都没有画出来。好歹画个电阻表示负载也好嘛。

6楼说得对，这个电路肯定不行。楼主连电位参考点和电压等等概念都还没有搞清楚。

先别考虑什么摆动速度、过冲、多级放大、高压产生脉冲电流等等，搞出一个原理上可行的电路再说其它。

只看该作者 · 2015-1-10 10:12

题意不太清，是否指输出电压要从0-1000V之间可调，而电流限在10MA以内？

1万 · 2015-1-10 10:26

500V接到运放上，1200V接到BJT上，你这什么图啊。

3万 · 2015-1-10 12:19

“恩，昨晚我随手画了个示意图。今天想一下，再画个出来。”

首帖提出的要求(1.2kV供电，1kV可调，最大输出电流10mA)，其实相当简单,很容易实现。不过体积不可能很小，因为电压高，绝缘必须加强，爬电距离比较大，散热器也较大。
等着你的图。

建议复习一下模拟电路教材，康华光的也好，华成英的也好，最后一章都讲到线性稳压电源。现在你要做的高压电源，是在教材中讲到的电源基础上稍加变化得出来的，而且变化的方法不止一种。这就是所谓借鉴前人的方法来发展和提高自己。

只看该作者 · 2015-1-10 15:03

maychang 发表于 2015-1-10 12:19
“恩，昨晚我随手画了个示意图。今天想一下，再画个出来。”

首帖提出的要求(1.2kV供电，1kV可调，最大输 ...

更新了新画的图，还请大神指点。
十分感谢！

3万 · 2015-1-10 15:15

magic_yuan 发表于 2015-1-10 15:03
更新了新画的图，还请大神指点。
十分感谢！

1、负载在哪里？
2、1200V输入的正端标注出来了，1200V的负端呢？难道是GND？
3、图中辅助电源P15V和N15V以及-15V，是对哪一点而言？难道也是GND？

我在7楼说“楼主连电位参考点和电压等等概念都还没有搞清楚”，话是难听一些，但从上面三个疑问中看，没有说错。

1万 · 2015-1-10 15:22

题意没表达清楚，你买个现成的算了。

只看该作者 · 2015-1-10 15:37

maychang 发表于 2015-1-10 15:15
1、负载在哪里？
2、1200V输入的正端标注出来了，1200V的负端呢？难道是GND？
3、图中辅助电源P15V和N15V ...

大神，
  我目前认为图中所有电平均共用GND。
  高压共GND容易干扰？我的设计思路来自低压，这些不大清楚。还请大神提示能否共地。
  负载为任意的容性或者阻性负载。
  感谢！

3万 · 2015-1-10 15:56

magic_yuan 发表于 2015-1-10 15:37
大神，
我目前认为图中所有电平均共用GND。
高压共GND容易干扰？我的设计思路来自低压，这些不大清楚 ...

如果所有高低压电源均以GND为公共点，那么输出“采样电流端”那个运放要承受1000V以上的共模电压，这样的运放可很难找到，即使找到，价格估计也无法接受。
N15V和P15V以GND为公共点，VIN(-10V～0V)也以GND为公共点，那么该运放输出端经500k电阻接在PNP管基极，而PNP管基极电位接近1200V。到哪里去找输出幅度比电源电压范围更大而且大那么多的运放？

3万 · 2015-1-10 16:19

要说“思路”，思路在这里。顺便说一句，我非常非常反感“思路”这个词汇。

这是康华光第五版中的一幅电原理图，比较典型的串联稳压电路。该电路最大输出电压通常不超过30V，没有过流保护电路。图中运放的电源由图中A点供给。
你的工作，就是让这个电路的最大输出电压达到1000V，此外还要加上过流保护或者输出短路保护。过流保护的动作点是否需要可以调整，你的帖中没有说。

只看该作者 · 2015-1-10 16:31

maychang 发表于 2015-1-10 16:19
要说“思路”，思路在这里。顺便说一句，我非常非常反感“思路”这个词汇。

这是康华光第五版中的一幅电 ...

多谢，
  大概是这个思路。我用OP驱动PNP的本意在提高OP的输出电压范围。看过一个功放的图是这样的，采用PNP+NPN来输出大电压范围。我大概理解错了，再看看。
  图里是没有引入输出电流保护，如果成功采样电流，则可以构成反馈环路，从而限制输出电流。使用BJT大致采样输出，然后关掉输出管子，这个思路在铃木雅臣的晶体管书里有。
  共模电压达1KV的OP是很难找，我大概不会考虑，想用浮动源供电来跟随。在稍微高点的电压区域（100V）我使用浮动源供电OP没什么问题。但1KV，电压太高，心里没底。
  再次感谢大神！
  关于提高OP输出电压的BJT电路，我再看看。确实是没理解透.