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直流电源的高压与低压如何转换?
- 2022-06-08 -

        随着科学技术的进步,高压直流电源在越来越多的领域得到了应用。术语“高压直流电源”是根据其输出电压定义的。目前还不知道有多少电压可以称为高压直流电源。我个人认为,当输出电压超过1000V时,可以考虑作为高压直流电源。事实上,高压直流电源覆盖的领域很广,从直流高压输电和电力系统改造系统到家用电蚊帐。在这里,我想主要谈谈高压直流电源,它是电子电源领域的一部分。高压直流电源在该领域的主要应用包括:用于医疗安全控制和无损检测的X射线系统、一些粒子加速器系统、工业废气清除、电压水平测试仪、静电装置、气体激光器等。

        高压直流电源最重要的技术特点是输出电压高。高输出电压对许多方面提出了特殊要求——元件耐压要求、结构要求、绝缘材料要求等。同时,电路结构不同于通常的结构。一般来说,10kV以下的电源输出可以直接采用各种传统拓扑。然而,对于更高电压的电源,需要改变电路结构以对应更高的电压输出。由于变压器一次侧功率器件电压稳定的限制,一般驱动部分仍采用传统的开关网络拓扑结构。电路结构的修改主要集中在变压器和后续整流器上,其特点是二次绕组和一次绕组各绕组的升压比较低。优点:适合高性能输出。变压器数量少,只需要一对磁芯。缺点是,高压区绕组和磁芯之间的电压差非常大,绝缘很难管理。

        与高压交流电源相比,高压直流电源有一个最重要的优点,即可以大大增加电能在电线或其他设备上,尤其是在电感较大的电路中,转换为焦耳热和电磁辐射的能量。由于高压直流电的输出电流为直流电,且流量变化很小,因此其流向为一个方向。至于电感,它几乎不会引起感应反应的产生,这将导致电能的损失,并大大减少辐射或热量的产生。相反,如果遇到大电感高压交流电源电路,则很难通过大电感反应传输电能。电能辐射和加热的损失对电线和设备极为有害。

        将低压直流电源转换为高压直流电源的方法有很多:

        1、加低压直流电,用开关将其切断为脉动直流电,升压变压器,然后整流为高压直流电。

        2、开关加电感,电感加直流电,然后瞬时断开开关,在电感上获得高压直流电流。

        3、电容。对n个电容器串联充电可获得n倍的直流电。


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        这些方法现在可以使用电子电路来实现。从技术上讲,它被称为DC-DC转换。电源组属于第二种方法。

        有几种方法可以将高压直流电源转换为低压直流电源:

        1、负载功率很低,电流为Ma时,可直接从电阻分布中获得低压直流;

        2、负载功率小,只需几安培电流,用振荡器将高压直流电源转换为高压交流电源,整流后获得低压直流电源;

        3、如果负载功率大,负载为供电回路,则必须采用电机变换的方式获得低压直流,即高压直流通过直流电机驱动低压直流发电机获得低压直流。

        

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