Общее описание
Серия модульных высоковольтных DC/DC преобразователей МВН15 — это регулируемые от 0 до номинального напряжения однополярные источники, с максимальной выходной мощностью 15 Вт. Доступны модели с выходным напряжением до 5, 10, 15, 20, 25 кВ, любой полярности, с питанием от постоянного напряжения 24 В. Изготавливаются как в пластиковых, так и в металлических корпусах. Источники выполнены в виде герметичных компактных модулей, залитых компаундом. Основа конструкции — высокочастотный инвертор с ШИМ регулированием, работающий на фиксированной частоте.
Внешний вид источника серии МВН15
Пример обозначения при заказе: МВН15-05-П-24 (15 Вт, 5 кВ, положительная полярность, 24 В, пластиковый корпус).
Технические характеристики
Входные характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Напряжение питания | +22…27 В |
| Потребляемый ток в режиме ожидания | не более 70 мА |
| Потребляемый ток без нагрузки при макс. Uвых | не более 200 мА |
| Потребляемый ток при полной мощности | не более 0,8 А |
Выходные характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Выходное напряжение | 0…5 кВ (МВН15-05), 0…10 кВ (МВН15-10), 0…15 кВ (МВН15-15), 0…20 кВ (МВН15-20), 0…25 кВ (МВН15-25) |
| Максимальный выходной ток | Iout = 15 / Umax, не менее |
| Пульсации (при 1000 пФ) | 0,1% от Umax |
| Нестабильность от изменений входного | 0,1% |
| Стабильность (после 30 мин прогрева, 8 ч/сут) | 0,1% |
| Рабочий температурный диапазон | 0…55 °C |
| Контроль выходного напряжения | 1 В / 1 кВ |
| Пропорциональность | 0,1% |
Внешнее управление
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Входное сопротивление | 1,1 МОм относительно GND (положительная полярность); 1,1 МОм относительно +5В (отрицательная полярность) |
| Рекомендуемое сопротивление потенциометра (Vref–GND) | 10–100 кОм |
| Уровень включения высокого напряжения | от +2,4 В до 32 В |
| Уровень выключения высокого напряжения | от 0 до +0,5 В |
| Опорное напряжение (при 25 °C) | 5 В ±2% |
| Выходное сопротивление опорного напряжения | 430 Ом ±2% |
| Стабильность опорного напряжения | 0,5% |
Габаритные размеры
Пластиковый корпус (точность 1,25 мм):
| Модель | Длина, мм | Ширина, мм | Высота, мм |
|---|---|---|---|
| МВН15-05 | 68,6 | 38,1 | 23,5 |
| МВН15-10 | 94 | 40 | 23,5 |
| МВН15-15 | 122 | 40 | 27 |
| МВН15-20 | 146 | 40 | 27 |
| МВН15-20, 25 | 180 | 42 | 27 |
Металлический корпус (точность 0,625 мм):
| Модель | Длина, мм | Ширина, мм | Высота, мм |
|---|---|---|---|
| МВН15-05 | 76 | 50,8 | 28,3 |
| МВН15-10 | 110,0 | 50,8 | 28,3 |
| МВН15-15 | 131 | 50,8 | 33 |
| МВН15-20 | 155 | 50,8 | 33 |
| МВН15-20, 25 | 190 | 50,8 | 33 |
По согласованию возможно изготовление источников с другими габаритными размерами.
** Возможно изготовить в указанном габарите при предварительном согласовании с изготовителем.
Устройство и принцип действия
Основой источника питания является двухтактный высокочастотный преобразователь с фиксированной частотой и регулированием длительности импульса (ШИМ регулирование). Регулирование выходного напряжения осуществляется по сигналу, снимаемому с высоковольтного делителя. Также в преобразователе реализована схема ограничения тока, что обеспечивает работоспособность источника с любыми нагрузками. После повышающего трансформатора высокое напряжение попадает на вход умножителя. Для защиты диодов умножителя от импульсов обратного тока при возникновении пробоя, последовательно с умножителем установлен токоограничивающий резистор. Для контроля выходного напряжения используется внутренний делитель 1000:1, откалиброванный для измерительного устройства с входным сопротивлением 10 МОм. Полная погрешность измерений, учитывающая температурный коэффициент сопротивлений делителя 200 ppm/°C, не превышает 2,5% во всем диапазоне рабочих температур.
Назначение выводов
| Номер вывода | Назначение |
|---|---|
| 1 | GND — вход питания |
| 2 | + вход питания |
| 3 | Контроль выходного тока |
| 4 | Разрешение/запрет высокого напряжения |
| 5 | Vref — опорное напряжение (5 В) |
| 6 | Управление выходным напряжением |
| 7 | + выход высокого напряжения |
| 8 | GND выхода (нижнее плечо делителя) |
| 9 | Контроль выходного напряжения — 1 В / 1 кВ |
Соотношения верхнего и нижнего плеч делителя для разных моделей:
МВН15-05, МВН15-10 – 500МОм/523кОм;
МВН15-15 – 750 МОм/806кОм;
МВН15-20, МВН15-25 – 1 ГОм/ 1100кОм;
Контролировать ток высоковольтного умножителя можно, используя 3 и 5 контакт разъема управления (см. табл.3). Напряжение, измеренное между этими контактами, пропорционально выходному току.
Для задания выходного напряжения служит контакт 6 разъема управления. Сопротивление этого входа 1,1МОм относительно GND для моделей с положительной полярностью выходного напряжения и 1,1МОм относительно +5В вывода опорного напряжения для моделей с отрицательной полярностью выходного напряжения. Задавать напряжение на контакт 6 можно либо при помощи потенциометра, включенного между контактом опорного напряжения (7) и землей (5), либо подав внешнее напряжение. Соответствие выходного напряжения напряжению управления можно оценить по графикам, приведенным на рис. 1.
Для управления включением/выключением высокого напряжения используется контакт 4 разъема управления. В качестве вывода высокого напряжения используется гибкий силиконовый провод, выдерживающий напряжение до 30 кВ.