设计一个质量在1g以下的开关电源,能将3V输入升压至3000V输出,是否可行?

专业是航空,老师偏要在微小飞行器上用高压作静电驱动……从头学电路。用耦合线圈或者flyback,不要变压器的骨架乃至磁芯,是否可行?


谢邀。没有做过升压比这么高,对重量要求又如此苛刻的电源。。。楼主这个应该是航空用特殊场合,应该去搜索下这个特殊场合的解决方案,如果去看常规的电力电子拓扑多半不合适。

不过既然楼主提到了flyback,我就说说如果用flyback做有什么需要注意的地方:

1)输入3V,输出3000V,那么flyback的那个变压器原副边匝数会相差很大,那么变压器的漏感非常难控制,会导致原边开关管关断的时候电压尖峰很大,需要加入额外的吸收电路。不过题主的电源输入电压这么低,也许可以选个耐压高的管子,硬抗。。。

2)flyback是一定有变压器的,不用变压器的磁芯。。。我想不出来怎么做

3)输出3000V高压,而电源体积重量又如此之小,那么一定要非常注意绝缘,包括变压器原副边的绝缘,绕组之间的绝缘(有些漆包线的绝缘电压不到3kV),还有要注意输出正负之间的安全间距,避免爬电。

目前就想到这么多,好像也没有解决什么实质的问题,抱歉。


我认为纯粹的升压功能是有可能实现的,只是不知道需要的功率有多大。如果功率很小的话可以考虑开关电容的解决方案。基本上不需要磁性元件或者只需要很小的电感即可,非隔离。基本的原理就是将电容阵列并联充电,再串联输出,从而使得电压可以叠加。当然这样需要很多开关,但是这确实是超高升压比电路中比较主流的解决方案之一。


如果不用磁芯漏感会很大,可以考虑用电容补偿,形成谐振电路,原副边谐振频率相同,形成共振的话可以传输能量传输效率应该还可以,一办频率越高所需电感值越小,能量传递效果越好,但要考虑开关器件选取。还有就是频率过高要考虑线圈间寄生电容。


要的是静电驱动,对电流是有要求的,几乎不可能做到1g


题主试试压电变压器,可以做到非常高的变压比,也没有磁芯和线圈。


二极管倍压整流电路。二极管和电容都集成到集成芯片中,1000倍只需要10级。

就我的理解是可行的,但是做集成电路的造价极高,不量产平均成本几乎不可想象。


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