Le générateur de haute tension à courant continu réalise la conversion de basse tension à haute tension par la technologie électronique de puissance à haute fréquence, dont les principes de base et la topologie peuvent être résumés dans les aspects suivants:
I. principe de fonctionnement
Redressement et inversion
Le courant alternatif à fréquence d'entrée (par example 220V / 380V) est converti en courant continu après filtrage redresseur, puis inversé en courant alternatif à haute fréquence (fréquence typiquement de 30 à 100 kHz) par un circuit inverseur à pont ou demi constitué d'IGBT (Transistor de type bipolaire à grille isolée). La hyperfréquence peut réduire considérablement le volume du transformateur et augmenter la densité de puissance.
Boost et rectification haute pression
Le courant alternatif à haute fréquence est boosté à plusieurs milliers de volts à plusieurs centaines de kilovolts à travers un transformateur à fréquence intermédiaire, puis converti en haute tension continue par un circuit de redressement multipression en empilement de silicium à plusieurs étages, tel que le circuit de Cockcroft - Walton. Le circuit multiplicateur de tension réalise une multiplication de tension par le principe de la charge Capacitive en série, de la décharge en parallèle, tout en effectuant un redressement avec la conductivité unidirectionnelle de la pile de silicium.
Stabilisation de tension et contrôle de rétroaction
Utilisant la technologie de contrôle de rétroaction en boucle fermée, la tension de sortie est surveillée en temps réel par un capteur de tension et comparée à la valeur de consigne. Le signal d'erreur est ajusté par le Contrôleur PWM (Pulse Width Modulation) pour ajuster le rapport cyclique de conduction de l'IGBT, réguler dynamiquement la tension de sortie et assurer une stabilité meilleure que 0,1%. Certains appareils introduisent également une fonction de verrouillage de tension de 0,75 fois, facilitant les essais de parafoudre à oxyde de zinc.
II. Topologie
Transformateur d'isolation à demi - Pont
Composé de deux IGBT, deux condensateurs et un transformateur. En alternant la conduction de l'IGBT, une tension alternative est générée sur le côté primaire du transformateur et le côté secondaire est redressé pour produire la haute tension. Cette structure est peu coûteuse et résistante aux déséquilibres, mais la puissance de sortie est limitée (généralement ≤ 700 W) et convient aux scénarios de puissance moyenne et moyenne.
Circuit de transformation de pont complet
En utilisant quatre IGBT pour former le pont en H, la tension de bord d'origine du transformateur est la tension DC d'entrée et la puissance de sortie peut atteindre plus de 2000w. La structure complète du pont est complexe à conduire, mais les exigences de résistance à la tension du tube de commutation sont faibles et adaptées aux besoins de puissance élevés (par exemple, test de résistance à la tension du câble d'alimentation).
Circuit multiplicateur de tension de niveau série
Mettre en série des cellules de redressement Multi - étagées à tension multipliée avec une tension de sortie à vide jusqu'à 2num (n étant la série, um étant la tension de crête alternative). Limité par la chute de tension et le coefficient de pulsation, le nombre d'étages ne dépasse généralement pas 5 niveaux, la tension de sortie la plus élevée est d'environ 2 MV, ce qui convient aux essais à très haute tension.
Iii. Avantages techniques
Hyperfréquence: augmente la densité de puissance et réduit le volume de l'appareil.
Conception modulaire: prend en charge la structure en sections, compatible avec les classes de tension haute et basse (par exemple, une section 100kv / 4ma, deux sections 200kv / 2ma).
Protection multiple: l'intégration de la surtension, de la surintensité, de la fermeture à zéro, de la protection contre les lignes brisées et de la fonction d'alarme de mauvaise mise à la terre assure la sécurité de l'opération.
Contrôle intelligent: l'affichage des paramètres, le diagnostic des pannes et la communication à distance sont réalisés à l'aide d'une machine à puce unique ou d'un DSP pour améliorer l'expérience utilisateur.