Conversor de 3V a 500V DC

Estou fazendo um conversor de 3V a 500V DC para um tipo de aplicação de tubo GM (Geiger-Müller). Basicamente, o tubo precisa ver 500V através dele. Eu li este tópico relevante aqui: conversor de 5V a 160V DC e tenho algumas consultas:

1. O circuito LT1073 seria adequado para esta aplicação.Qual seria a tensão máxima sentida pelo LT1073 no pino SW1? O pino SW1 MAX é mencionado como 50V. Isso é independente da tensão de alimentação?
2. Suponha que eu use o MC34063 de baixo custo comum , 3V seria o mínimo absoluto em que eu poderia descer? Suponha que eu use uma topologia de flyback em vez de um conversor de impulso, seria capaz de usar o comutador interno do MC34063 em vez de um comutador externo adicional? Suponho que o comutador externo seja mais necessário para o HV do que a corrente consumida.

Tornar um suprimento de 500V capaz de alguns uA é realmente bastante trivial:

De TechLib.com

O transformador pode ser qualquer transformador de isolamento 1: 1 genérico, os transformadores de isolamento de telefone que você pode comprar no radioshack funcionam muito bem.

$50M\Omega$

Uma recomendação conservadora típica para conversores de impulso não é aumentar em mais de um fator de 6 (seis) em um único estágio. É mais difícil tornar o loop de feedback estável com fatores de aumento mais altos. Passar de 3V a 500V é muito mais do que 6x.

A topologia de flyback pode funcionar. Acabei de fazer um projeto, que tinha um retorno de 12V a 150V 20W. Aqui está um artigo do EDN que descreve uma fonte de alta tensão: a fonte de alimentação de 1 kV produz um arco contínuo (2004). Possui um flyback seguido de um multiplicador de bomba de carga de diodo / capacitor. O LTC1871 é usado no artigo, mas outros controladores PWM projetados para MOSFET do lado inferior (impulso, flyback, séptico) também podem fazer esse trabalho.

Uma terceira possibilidade é um conversor push-pull.

Se você deseja comprar um módulo de fonte de alimentação de alta tensão, pode ir a um local como o EMCO .

Eu li este tópico relevante aqui: conversor de 5V a 160V DC e tenho algumas consultas:

1. O circuito LT1073 seria adequado para esta aplicação.Qual seria a tensão máxima sentida pelo LT1073 no pino SW1? O pino SW1 MAX é mencionado como 50V. Isso é independente da tensão de alimentação?

[NA: Eu acho que essa pergunta está no contexto da figura D1 na página 93 do aplicativo 47 da Linear Tech , que foi originalmente sugerida por Zebonaut no segmento de 5V a 160V DC ].

O circuito na nota do aplicativo é uma combinação de um reforço e um dobrador de tensão da bomba de carga de diodo / capacitor . A saída do estágio de reforço é metade do total (mais ou menos algumas gotas de 0,7V de diodo). Ambos os estágios são controlados por um único loop de controle externo. Na figura original, a saída combinada é de 90V, portanto a saída do estágio de reforço é de cerca de 45V. SW1 vê a tensão dentro da sua classificação.

O post do Zebonauts estava sugerindo a alteração dos resistores de feedback para que a saída combinada seja de 160V. Nesse caso, o SW1 veria 80V.
+1 ao OP para observar o limite de tensão no SW1.

Outra maneira de aumentar a tensão de saída do circuito LT1073 acima mencionado é adicionar mais estágios multiplicadores de tensão. Cada estágio pode adicionar até 50V a tensão de saída (igual à tensão de saída do estágio de reforço).

Um circuito para fornecer saída de 500 Volts a partir de alguns Volts DC normalmente usa um transformador de saída. Você pode conseguir isso com um conversor de impulso de estágio único, mas lidar com a capacitância perdida (que tende a limitar a voltagem de pico alcançada) fica difícil e se as coisas se agruparem e os 500V entrarem no circuito de entrada, eles se agruparão muito.

A fonte de alimentação do tubo Nixie de saída <= 220 VCC que eu me referi na minha resposta de 'pergunta de 160V' é capaz de se estender a 500V, mas já era dependente do layout e o autor recomendou seguir seu design e placa de circuito impresso. estendê-lo para 500V seria substancialmente mais difícil, pois o armazenamento de energia nos capacitores aumenta à medida que V ^ 2, de modo que (500/200) ^ 2 = ~ o layout 6: 1 se torna muito mais crítico.

Adicionando um enrolamento secundário como no conversor EDN de 1 kV {consulte o artigo que acompanha aqui } ou com um MC34063 usando, por exemplo, figura 25 página 17 na folha de dados

Abaixo está uma versão "apenas indicativa", um tanto modificada, da fonte EDN de 1 kV para mostrar algo que funcionaria. Veja o artigo acima para detalhes. Eu removi a proteção de corrente de saída FET (e deixei os componentes não utilizados no lugar) e removi o triplicador de tensão.

Tensão de inicialização do MC34063.

Você perguntou

Suponha que eu use o MC34063 de baixo custo comum. 3V seria o mínimo absoluto em que eu poderia descer?

A página 8 da folha de dados 8 diz que a tensão mínima de inicialização é de 2,1 volts ** típico * no MC34063A e 1,5V típico no MC34063E.
Isso é limitado pela tensão em estrela do oscilador e você deseja examinar os problemas da unidade de saída, etc. Se você realmente quisesse o mínimo de Vin possível com um MC34063, poderia fornecer um suprimento local acionado por sua própria saída assim que começar a funcionar. Provavelmente, você pode executar esse circuito a partir de duas células (NimH ou Alcalina ou ...) com o devido cuidado de design.

Eu não fiz um com esse tipo de impulso, mas já vi projetos de conversores de 5V a 400V usando vários estágios da arquitetura DCDC do tipo boost.
Entendo que você precisa ter muito cuidado com os harmônicos da frequência de comutação de cada estágio que afeta o próximo. Sincronizar os estágios ajuda.
Você tem a vantagem de que o tubo GM usa muito pouca corrente (de 10 a 100 do pico de uA) em alta tensão; portanto, um multiplicador de tensão do tipo escada pendurado no final de um flyback pode ser uma escolha melhor.

O LT1073 é um conversor de oscilador fechado. O MC34063 é um conversor de período constante. Nenhuma dessas abordagens gera alta tensão rapidamente. O ciclo de serviço muda drasticamente durante a rampa de 0 a 500 V. Um carregador de foto, como

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

acomoda melhor a grande faixa de tensão. Ele fornece uma energia constante por ciclo no menor tempo possível, detectando quando a energia foi entregue. A operação descontínua também facilita as tensões dos componentes.

O flyback funciona bem nessas altas tensões. O impulso não. Além disso, o magnetismo precisará ser tolerante com as tensões.

Por favor, considere a segurança neste design. O que acontece com a carga armazenada na saída quando a energia é removida? Que proteção é usada para impedir o contato do usuário com os nós de alta tensão?