核心器件: ltc1871

设计一种能够产生连续电弧的高压开关电源可能是具有挑战性的。这种小巧高效的开关电源在输出功率为 20w 时可输出 1kv电压，并能耐受连续电弧（即短路）（图 1）。它使用标准的市售元件。使用r1将开关稳压控制器ltc₁871设定在120khz的额定工作频率。该电路像间断式回扫电路一样工作，在 c₁上产生 333v 电压。二极管/电容器电荷泵倍增器把该电压升高到三倍，在输出端产生1000v 电压。图 2 示出了该电路产生的开关波形。当初级开关 q₁ 导通时，输出整流器被反向偏置，能量存储于变压器 t1 中。当 q₁ 截止时，能量传输到次级线圈，c₂ 和 c₃ 通过整流器提高输出电压。初级电压升高，并通过变压器和整流器 d₁ 箝位为c₁上的电压。变压器耦合良好，所以漏电感几乎不会造成电压尖脉冲。跨接在初级线圈上的小型 rc阻尼器可衰减阻尼振荡，并降低 emi（电磁干扰）。

　　为了起到限流保护作用，图 1 所示电路包含两个有源电路和一 个无源元件。电流检测电阻器 r₂ 上的电压把峰值初级电流限制在 7.5a。q₂起次级限流作用。请注意 图2中波形2的电流上升前沿上的凸起。该凸起与波形 4 中 r3 两端电压正偏移一致，它是 c₂ 和 c₃ 的刷新电流。当电路过载时，这一电流凸起大得足以增强 q₂，从而折返负载电流（图 3）。硬短路造成的功率耗散相对较低。不用q₂来进行次级限流的 ，就 会导致短路电流和内部功耗大大增加，从而导致初级开关 q₁失效。r₄为电源提供负载阻抗。

　　该负载有助于限制倍增器电容器和二极管中的峰值电流应力。不要降低 r₄的额定功率，因为连续弧期间的功耗可能很大。假如 r₄未能断开，反馈电路就会强制进行一个完整的工作周期，带来灾难性后果。r₄的值太低可能招致电路烧毁和数小时的调试工作。电弧是最令人紧张的，输出电容器不断地充电和放电（图 4）。作为最终的品质因数，电路的效率很高（图 5）。在 12v 输入电压和 20w 满负载时，效率达到 87.3%，并在 24w 过载时升高到 87.7%。

　　那么，该电路适合哪些应用呢？也许适用于电池供电的灭虫器。并且，正如把火线掠过接地的档案柜一样，这是一种很棒的工具，可以用来使生产车间里收听调幅电台的人听不清节目。该电路大概还不能提供足够大的能量，无法用作等离子体切割机的离子发生器，但我认识的一位工程师愿意试一试。该电路的一个老版本使用了单片开关电源，并使用了适合于香蕉形插接件的材料，能产生明亮的橙色光和足够的热量（还有大量的臭氧），从而引发将它用作灭火器想法。我才不会把这种电路用作训猫器或电栅栏。该电路的确能产生致命的电压，诉讼费可能相当高。你还是自己冒险制作这种电路的原型吧。