Высоковольтные конденсаторы в космосе

В настоящее время я разрабатываю высоковольтный преобразователь постоянного тока в постоянный из линейной технологии . Моя цель — сместить лавинный фотодиод с напряжением от 200 до 300 В на небольшом образовательном спутнике. Я выбрал схему с рисунка 16 на странице для этого.

Моя проблема в том, что я не могу найти подходящий конденсатор 10 мкФ, 400 В. Алюминиевый электролит не годится для места, многослойная керамика огромна ( как этот ). Также хотелось бы иметь нормальное снижение номинала, не менее 500В.

  1. Я пропустил какой-то вариант при выборе конденсатора?
  2. Могу ли я обойтись меньшими значениями, например, 5,2 мкФ?
  3. Могу поставить катушки индуктивности, до 10000мкГн. Могу ли я добавить катушку индуктивности после диодного моста и безопасно уменьшить размер конденсатора? Будет ли сильным влияние на стабильность обратной связи?

Меня также интересует любая альтернативная конструкция высоковольтного преобразователя с низким уровнем шума.

Спасибо за ваше время.

Итак, это большой ток, большой расход батареи? Каков максимальный ток смещения для вашего PD? Если вы просто пытаетесь генерировать микроампер, то многое из fig16 будет за бортом.
Максимальное смещение составляет 350 В при 75 ° C, но в худших случаях система управления температурным режимом должна приближать его к 300 В. Пиковое потребление составляет около 1 мА. Смещение должно модулироваться для регулировки усиления ЛФД в зависимости от некоторых параметров положения. Рис.16 с 2 мА, низкий уровень шума и адекватное управление. Другой кандидат, рисунок 24, также включает в себя слишком большой и едва ухудшенный конденсатор.

Ответы (2)

Если вы посмотрите на стр. 10 (рис. 24), они используют схему линейной стабилизации на выходе для уменьшения шума и пульсаций — это следящий регулятор, который может быть слишком сложным для ваших нужд, но должен дать вам некоторые варианты для размышлений. Другой метод состоит в том, чтобы сделать линейную цепь постоянного тока, питающую высоковольтный стабилитрон или известное значение высокого сопротивления, чтобы преобразовать его обратно в стабильное напряжение.

Катушка индуктивности после диодного моста на самом деле не поможет - вы снизите пиковые напряжения, необходимые для создания высоковольтной зарядки первичного высоковольтного конденсатора. Установка катушки индуктивности большего размера там, где L1 находится в схеме, на которую вы ссылаетесь, может помочь, но следует помнить о собственной резонансной частоте больших катушек индуктивности - это может сильно ухудшить производительность!

Переход на значительно более высокую частоту поможет - это тоже следует учитывать.

Предположительно, это приложение LEO, поэтому излучение не так уж плохо - если оно должно работать в вакууме, что исключает обычные электролитические колпачки, как вы говорите, которые, как правило, являются наиболее компактными в этом диапазоне.

Возможно, вы захотите рассмотреть пленочные крышки, такие как PP MKP1848C61050JK2 от Vishay. Он не маленький, 18 x 28 x 32 мм, но соответствует спецификации, возможно, может поместиться в вашем пространстве (при условии, что это что-то вроде кубсата) и, вероятно, более надежен, чем колпачки MLCC (по крайней мере, это мой опыт).

Без пульсаций, регулирования и характеристик максимального тока трудно предположить, что вам может сойти с рук, но у меня возникло бы искушение взглянуть на постфильтр с умножителем емкости ( возможно, со стабилитроном) с существенно меньшей крышкой фильтра . В базовую схему необходимо добавить диод база-эмиттер.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

MKP1848C61050JK2 выглядит как подходящий вариант, но он высокий, намного больше, чем все остальные компоненты на плате, трансформатор имеет высоту 12 мм. Согласно спецификациям, большую часть времени он будет потреблять несколько нА с импульсом менее мА в течение менее наносекунды. Я хотел бы сохранить те же характеристики, 100 мкВ шума от пика до пика. Что касается умножителя емкости, я не уверен, что у меня есть уровень, чтобы разработать надежный высоковольтный. Был бы интересен линейный регулятор?
Правая схема представляет собой линейный регулятор с фильтром. Линейный регулятор, на который указал Энди, может работать, но у него может быть слишком высокий собственный шум. Емкостные умножители хороши для подавления высокочастотного шума за счет небольшой неряшливости постоянного тока. Подробнее здесь: wwwuser.gwdg.de/~uboehm/images/ch14.pdf
Спасибо! Прочитав об этом больше, кажется, что мне все равно нужна крышка меньшего размера. Поскольку я использую только половину максимального тока (и даже это приведет к насыщению датчика), я собираюсь сделать плату, чтобы попробовать разные значения конденсатора и, возможно, более высокие частоты, прежде чем переходить к более сложному решению.