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高压电源的前馈分析

2022-04-07 14:12:05 John Dunn 阅读:
电压控制反馈回路在高压部份需要使用“前馈”电容器,而且该电容器绝对“必须”从电压倍增器的最高电压节点、该倍增器的输出节点以及RC高压滤波器的正前方馈电...

我曾经处理过有关高压电源的设计,其基本的高压发电计划如下(图1):gWSednc

图1:高压电源。gWSednc

针对从几百伏(V)到100kV范围的输出电压,高压乘法器梯形图的乘法因子从x2到x20 (图中所示为x8)不等。 gWSednc

在高压部份,电压控制反馈回路需要使用“前馈”(feed forward)电容,而且该电容绝对“必须”从电压倍增器的最高电压节点、该倍增器的输出节点以及RC高压滤波器的正前方馈电。除此布局外别无选择。gWSednc

在上面的草图中,显示了前馈电容连接的两个标称备选方案。为此必须投入大量精力以尝试使用电压倍增器“安静”侧底部的较低电压节点,但尝试这样做根本行不通。gWSednc

在当时没有计算机仿真辅助的情况下,这项调查花费了整整一个月的时间,但最终结果是无疑是明确的。现在,在过了几十年后,透过SPICE建模显示结果为什么会以如此方式出现(图2)。gWSednc

gWSednc

图2:前馈分析。gWSednc

20MΩ电阻低端的检测电压必须与高压输出电压成比例地上升,而且上升速度必须很快。上升缓慢就等同于在高压反馈回路中有极点。如果省略C11,反馈回路将会振荡。尝试将C11连接到C2的顶部,几乎不至于影响检测电压的响应速度,但将C11连接到C8的顶部,则具有非常明显的加速效果。(见下方的红色示波器轨迹。)gWSednc

将C11放置在高压组件中,可以有效地绕过高压RC滤波器的极点,从而使高压反馈回路能够稳定运行。gWSednc

(原文发表于AspenCore旗下EDN美国版,参考链接:High-voltage feed forward,编译:Susan Hong)gWSednc

责编:Demi
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John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
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