Convertidor de 3V a 500V DC

Estoy haciendo un convertidor de CC de 3V a 500V para una aplicación tipo tubo GM (Geiger-Müller). Básicamente, el tubo necesita ver 500V a través de él. Leí este hilo relevante aquí: convertidor de 5V a 160V DC y tengo un par de consultas:

1. ¿Sería adecuado el circuito LT1073 para esta aplicación? ¿ Cuál sería el voltaje máximo que siente el LT1073 en el pin SW1? SW1 pin MAX se menciona como 50V. ¿Es esto independiente de la tensión de alimentación?
2. Supongamos que uso el MC34063 común de bajo costo , ¿sería 3V el mínimo absoluto al que podría bajar? Supongamos que uso una topología flyback en lugar de un convertidor boost, ¿podría obtenerlo usando el interruptor interno del MC34063 en lugar de un interruptor externo adicional? Supongo que el interruptor externo se necesita más para el HV que para el consumo de corriente.

Hacer un suministro de 500V capaz de unos pocos uA es realmente bastante trivial:

De TechLib.com

El transformador puede ser cualquier transformador de aislamiento genérico 1: 1, los transformadores de aislamiento del teléfono que puede comprar en radioshack funcionan bastante bien.

Sin embargo, esta fuente de alimentación no es capaz de suministrar ninguna potencia real. Funciona muy bien para un contador geiger, pero si tiene una carga más pequeña que ~ , comenzará a sobrecargarla.$50M\Omega$

Una recomendación conservadora típica para los convertidores de impulso es no aumentar en más de un factor de 6 (seis) en una sola etapa. Es más difícil hacer que el ciclo de retroalimentación sea estable con factores de impulso más altos. Pasar de 3V a 500V es mucho más que 6x.

La topología de retorno podría funcionar. Acabo de hacer un diseño, que tenía un retorno de 12V a 150V 20W. Aquí hay un artículo de EDN que describe un suministro de AT: la fuente de alimentación de 1 kV produce un arco continuo (2004). Tiene un flyback seguido de un multiplicador de bomba de carga de diodo / condensador. LTC1871 se usa en el artículo, pero otros controladores PWM diseñados para MOSFET del lado bajo (boost, flyback, sepic) también pueden hacer este trabajo.

Una tercera posibilidad es un convertidor push-pull.

Si desea comprar un módulo de fuente de alimentación de alto voltaje, puede ir a un lugar como EMCO .

Leí este hilo relevante aquí: convertidor de 5V a 160V DC y tengo un par de consultas:

1. ¿El adecuado el circuito LT1073 para esta aplicación? Cuál sería el voltaje máximo que siente el LT1073 en el pin SW1? SW1 pin MAX se menciona como 50V. ¿Es esto independiente de la tensión de alimentación?

[NA: Creo que esta pregunta está en el contexto de la figura D1 en la página 93 de la aplicación 47 de Linear Tech , que fue originalmente sugerida por Zebonaut en hilo de 5V a 160V DC ].

El circuito en la nota de la aplicación es una combinación de un refuerzo y un duplicador de voltaje de bomba de carga de diodo / condensador . La salida de la etapa de refuerzo es la mitad del total (más o menos unas gotas de diodo de 0.7V). Ambas etapas están controladas por un solo lazo de control externo. En la figura original, la salida combinada es de 90V, por lo que la salida de la etapa de impulso es de alrededor de 45V. SW1 ve el voltaje dentro de su clasificación.

Puesto de zebonautas sugirió cambiar las resistencias de retroalimentación para que la salida combinada sea de 160V. En ese caso SW1 vería 80V.
+1 al OP para notar el límite de voltaje en SW1.

Otra forma de aumentar el voltaje de salida del circuito LT1073 mencionado anteriormente es agregar más etapas multiplicadoras de voltaje. Cada etapa puede agregar hasta 50V a la salida de un voltaje (igual al voltaje de salida de la etapa de refuerzo).

Un circuito para proporcionar una salida de 500 voltios desde unos pocos voltios de CC generalmente usará un transformador de salida. Puede lograr esto con un convertidor de refuerzo de una sola etapa, pero lidiar con la capacitancia parásita (que tiende a limitar el voltaje pico alcanzado) se vuelve difícil y si las cosas se `` aglomeran '' y los 500 V entran en el circuito de entrada, se aglomerarán realmente.

La fuente de alimentación de tubo Nixie de salida <= 220 V CC salida que me referí en mi respuesta de '160V pregunta' ES capaz de extenderse a 500V PERO ya dependía del diseño y el autor recomendó seguir su diseño y PCB. extenderlo a 500V sería sustancialmente más difícil a medida que el almacenamiento de energía en los condensadores aumenta a medida que V ^ 2 lo hace (500/200) ^ 2 = ~ 6: 1 el diseño se vuelve mucho más crítico.

Agregar un devanado secundario como en el convertidor EDN 1 kV {vea el artículo adjunto aquí } o con un MC34063 usando, por ejemplo, la figura 25, página 17 en la hoja de datos

A continuación se muestra una versión "solo indicativa" algo modificada del suministro EDN 1 kV para mostrar algo que funcionaría. Vea el artículo anterior para más detalles. Eliminé la protección de corriente de salida FET (y dejé los componentes no utilizados en su lugar) y eliminé el disparador de voltaje.

Voltaje de arranque MC34063.

Tu preguntaste

Supongamos que uso el MC34063 común de bajo costo, ¿sería 3V el mínimo absoluto al que podría bajar?

La hoja de datos de la página 7, tabla 8, dice que el voltaje mínimo de arranque es 2.1 Voltios ** típico * con MC34063A y 1.5V típico con MC34063E.
Esto está limitado por el voltaje en estrella del oscilador y querría ver los problemas de la unidad de salida, etc. Si realmente quisiera un Vin mínimo posible con un MC34063, podría proporcionar un suministro local impulsado por su propia salida una vez que comenzó a funcionar. Probablemente podría ejecutar dicho circuito desde dos celdas (NimH o Alkaline o ...) con el debido cuidado de diseño.

Yo no he hecho uno con ese tipo de impulso, pero he visto diseños de convertidores de 5V a 400V usando varias etapas de arquitectura DCDC de tipo de impulso.
Entiendo que hay que tener mucho cuidado con los armónicos de la frecuencia de conmutación de cada etapa que afecta a la siguiente. Sincronizar las etapas ayuda.
Tiene la ventaja de que el tubo GM toma muy poca corriente (10 a 100 de pico de uA) a un alto voltaje, por lo que un multiplicador de voltaje tipo escalera colgando del extremo de un flyback podría ser una mejor opción.

El LT1073 es un convertidor de oscilador cerrado. El MC34063 es un convertidor de período constante. Ninguno de estos enfoques genera un alto voltaje rápidamente. El ciclo de trabajo cambia drásticamente durante la rampa de 0 a 500 V. Un cargador de flash fotográfico, como

http://www.digikey.ca/product-detail/en/TPS65563ARGTR/296-23687-1-ND/1927748

acomoda mejor el amplio rango de voltaje. Ofrece una energía constante por ciclo en el menor tiempo posible, al detectar cuándo se ha entregado la energía. La operación discontinua también alivia las tensiones de los componentes.

Flyback funciona bien en estos altos voltajes. Boost no lo hace. Además, el magnetismo deberá ser tolerante a los voltajes.

Considere la seguridad en este diseño. ¿Qué sucede con la carga almacenada en la salida cuando se corta la alimentación? ¿Qué protección se utiliza para evitar el contacto del usuario con los nodos de alta tensión?