一、引言

　　高壓電源，又名高壓發生器，英文：High voltage power supply,一般是指輸出電壓在五千伏特以上的電源，一般高壓電源的輸出電壓可達幾萬伏，甚至高達幾十萬伏特或更高。我們通常所說的高壓電源，一般泛指直流高壓電源，直流高壓電源又有線性調整高壓電源和開關型調整高壓電源兩種。其技術發展方向主要有兩個，一是提高電源功率，即高電壓、高電流；二是縮小電源體積，即高電壓，小體積，縮小電源的體積主要是提高電源的開關頻率。高功率電源，往往體積較大，而小體積電源，往往電流較小，功率較低。除此之外，高轉換效率，高負載，高精度，低紋波，也是高壓電源設計者的研究方向。

高壓電源已經被廣泛地應用？醫學、工業無損探傷、車站、海關檢驗等檢測設備中，也廣泛應用于諸如雷達發射機、電子航空圖顯示器等軍事領域。傳統的高壓電源體積大、笨重，嚴重影響了所配套設備的發展。目前的高壓電源多采用開關電源形式，大大降低了體積重量，增加了功率，提高了效率。特別是高壓小功率開關電源，幾乎都是開關電源結構。本文所討論的高壓小功率開關電源，是為X射線電視透視系統配套設計的。這種系統是對原始X射線設備的改進，它增加一個叫做圖像增強器的設備。這種設備采用電極對電子進行加速和聚焦，因而需要與之相配套的小功率高壓電源。

　　二、方案選擇

　　1.用途

　　高壓電源用途很多，主要包括了X光機高壓電源，激光高壓電源，光譜分析高壓電源，無損探傷高壓電源，半導體制造設備高壓電源，毛細管電泳高壓電源，無損檢測高壓電源，半導體技術中的粒子注入高壓電源、物理汽相沉積高壓電源（PVD），納米光刻高壓電源，用于離子束沉積、離子束輔助沉積、電子束蒸發、電子束焊接、離子源、直流磁控反應濺射、玻璃/織物鍍膜、輝光放電、微波處理高壓電容測試、CRT顯示器測試、高壓電纜故障測試（PD testing）、TWT測試、H-POT測試。粒子加速器、自由電子激光、中子源、回旋加速源器、電容電感脈沖發生網絡、Marx高壓脈沖發生器、電容充電器。微波加熱、射頻放大、納米技術應用、靜電技術應用、靜電紡絲制備納米纖維，核儀器用高壓電源等的高壓電源產品。

小功率高壓電源最常用的例子是電視機的陽極高壓發生器，它將幾十伏的直流電源，通過功率變換和高壓變壓器升壓，再整流濾波，變為高壓輸出；另一個應用實例是負離子發生器，常采用晶閘管調壓方式。以上兩種調壓方式都需要一臺單獨可調的輔助電源，即高、低壓組合方式。這樣便加大了電源的體積和復雜程度。加之，由于電路結構形式的不同，它們的輸出電壓范圍的調節很有限，需要大范圍調節時，只能通過改變供電電壓來實現。而X射線增強器的主路電壓調節范圍近10kV，上述電路形式很難滿足要求。本文采用的半橋諧振式開關電源，成功地解決了以上問題。

　　三、技術指標

　　輸入電壓 220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或寬范圍輸入電壓180～250V。

　　輸出電壓／電流

　　陽極（正）電壓/電流

　　標稱值 ＋25kV/1mA，

　　電壓范圍 ＋23kV～＋32kV；

　　標稱值 ＋7.35kV/200μA，

　　電壓范圍 ＋6.0kV～＋7.8kV；

　　標稱值 ＋0.985kV/200μA；

　　電壓范圍 ＋0.8kV～＋1.1kV；

　　陰極（負）電壓/電流

　　標稱值 －0.75kV/500μA；

　　電壓范圍 －0.5kV～－1kV。

　　以上4路電壓連動輸出。

　　穩定度 1％。

　　工作溫度范圍 0℃～＋40℃。

　　存貯溫度范圍 －40℃～＋55℃。

　　外形尺寸 160mm×135mm×43mm。

　　圖像增強器的電極在加工時不可避免存在有毛刺，在高電壓下尖端放電擊穿打火。要把毛刺燒掉，需要有較大的電流。這樣，一方面要求電源輸出功率設計得更要大些，另一方面應有完善的保護措施。

　　四、系統框圖及工作原理

　　25kV小型化高壓電源的系統框圖如圖1所示。

圖1 系統框圖

　　輸入的市電經凈化濾波后整流成300V左右的直流電壓加到半橋電路的MOS管上。控制電路由最常用SG3525芯片組成。控制電路通過高壓部件反饋繞組檢測輸出電壓的變化量，產生激勵脈沖去驅動功率MOS場效應管，實現穩壓輸出。