Время спада напряжения выхода

Рассматривать лишь в качестве дополнительных данных о работе источников питания. Настоящая статья по применению само по себе не является «инструкцией по технике безопасности» для правильной установки и эксплуатации высоковольтных источников питания. Для ознакомления с полным объемом сведений по безопасности необходимо обратиться к документации, поставляемой с оборудованием.

Как правило, высокие напряжения создаются инвертором, который запитывает повышающий трансформатор, подключенный к умножителю напряжения. Умножитель напряжения (схема, состоящая из конденсаторов и диодов) работает по принципу заряда и разряда конденсаторов на чередующихся полупериодах переменного напряжения, при этом в качестве выходного напряжения используется сумма напряжений этих конденсаторов, включенных последовательно. По определению, цепь умножителя напряжения — емкостная по своей природе, и она обладает способностью накапливать и удерживать заряд.

Из соображений повышения КПД любые внутренние пути тока, направленные к заземлению, сводятся к минимуму. Как правило, единственной резистивной линией, соединяющей выход блока питания с землей, является высокоомная цепь делителя напряжения обратной связи. Этот делитель напряжения обратной связи вырабатывает низкоуровневый сигнал обратной связи с привязкой к земле, который используется для управления и регулирования блока питания.

Ориентация диодов в блоке умножителя такова, что блок питания положительной полярности может лишь подавать ток, но не отводить его. Поэтому в условиях отсутствия нагрузки цепь делителя напряжения обратной связи становится единственным путем разряда выходного напряжения. Рассмотрим типичное значение емкости умножителя блока и сопротивление делителя обратной связи, чтобы понять, о каких постоянных времени разряда (RC) идет речь в условиях отсутствия нагрузки.

Вышеприведенный пример иллюстрирует, как в условиях отсутствия нагрузки получается, что для разряда выходного напряжения может потребоваться значительное время. Если к выходу блока питания подключена внешняя нагрузка, постоянная времени разряда может быть значительно меньше. Поэтому время спада напряжения на высоковольтных блоках питания называется «зависящим от нагрузки». Об этом следует помнить при работе с различными высоковольтными источниками питания.

Выходной каскад высоковольтного источника питания обладает емкостными свойствами. Во время работы эта емкость заряжается до рабочего напряжения. Когда источник питания переводится в режим «высокое напряжение отключено» («HV OFF»), резервный режим (ожидания), либо полностью выключается. Накопленная энергия в выходной емкости должна рассеяться, чтобы вернуть напряжение на выходе к нулю.

Большинство высоковольтных выходных каскадов используют выпрямительные или умножительные схемы с диодами. Диоды ориентированы таким образом, чтобы обеспечивать требуемую полярность выходного напряжения. Однако особенность диодов заключается в том, что они пропускают ток только в одну сторону. В положительном источнике питания ток может течь только «наружу», и поскольку источник питания не способен поглощать обратный ток, заряженную выходную емкость необходимо разряжать через нагрузку потребителя или применять какой-то иной путь разрядки емкости.

Стоит отметить, что положительные источники питания действительно обладают небольшой способностью поглощать ток, обеспечиваемой внутренним делителем сопротивления, расположенным внутри блока питания. Но сопротивление этого делителя чрезвычайно велико (обычно десятки или сотни мегом, иногда гигаомы), что означает, что выходная емкость медленно стекает до нуля вольт, занимая секунды или десятки секунд при отсутствии нагрузки. Именно поэтому время спада напряжения источников питания зависит от нагрузки.