一种小型化高压小功率电源

    关键词：小型化  高压变压器  高压电源  仿真

引言

高压电源已经被广泛地应用?医学、工业无损探伤、车站、海关检验等检测设备中，也广泛应用于诸如雷达发射机、电子航空图显示器等军事领域。传统的高压电源体积大、笨重，严重影响了所配套设备的发展。目前的高压电源多采用开关电源形式，大大降低了体积重量，增加了功率，提高了效率。特别是高压小功率开关电源，几乎都是开关电源结构。本文所讨论的高压小功率开关电源，是为X射线电视透视系统配套设计的。这种系统是对原始X射线设备的改进，它增加一个叫做图像增强器的设备。这种设备采用电极对电子进行加速和聚焦，因而需要与之相配套的小功率高压电源。

1 方案选择

小功率高压电源最常用的例子是电视机的阳极高压发生器，它将几十伏的直流电源，通过功率变换和高压变压器升压，再整流滤波，变为高压输出；另一个应用实例是负离子发生器，常采用晶闸管调压方式。以上两种调压方式都需要一台单独可调的辅助电源，即高、低压组合方式。这样便加大了电源的体积和复杂程度。加之，由于电路结构形式的不同，它们的输出电压范围的调节很有限，需要大范围调节时，只能通过改变供电电压来实现。而X射线增强器的主路电压调节范围近10kV，上述电路形式很难满足要求。本文采用的半桥谐振式开关电源，成功地解决了以上问题。

2 技术指标

输入电压220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或宽范围输入电压180～250V。

输出电压／电流

阳极（正）电压/电流

标称值＋25kV/1mA，

电压范围＋23kV～＋32kV；

标称值＋7.35kV/200μA，

电压范围＋6.0kV～＋7.8kV；

标称值＋0.985kV/200μA；

电压范围＋0.8kV～＋1.1kV；

阴极（负）电压/电流

标称值－0.75kV/500μA；

电压范围－0.5kV～－1kV。

以上4路电压连动输出。

稳定度1％。

工作温度范围0℃～＋40℃。

存贮温度范围－40℃～＋55℃。

外形尺寸160mm×135mm×43mm。

图像增强器的电极在加工时不可避免存在有毛刺，在高电压下尖端放电击穿打火。要把毛刺烧掉，需要有较大的电流。这样，一方面要求电源输出功率设计得更要大些，另一方面应有完善的保护措施。

3 系统框图及工作原理

25kV小型化高压电源的系统框图如图1所示。

输入的市电经净化滤波后整流成300V左右的直流电压加到半桥电路的MOS管上。控制电路由最常用SG3525芯片组成。控制电路通过高压部件反馈绕组检测输出电压的变化量，产生激励脉冲去驱动功率MOS场效应管，实现稳压输出。

4 技术难点及解决办法

4.1 体积与绝缘

这种电源是专为X射线增强器配套的，它被安装在X射线增强器底座下一个狭小的空间，因而要求体积小。体积的减小与电路形式的选择，电路的性能及绝缘，散热等问题有直接关系。本电路将功率变换、控制电路等部分和高压部分分开屏蔽放置，并选择高强度的绝缘介质填充高压部分，很好地解决了这个问题。

    4.2 高