Machen Sie 5 kV, 0,001 A (5 W) Step-up von 12 V?

Bei einem so hohen Aufwärtsverhältnis würde ich nach einem Transformator suchen, der die meiste Arbeit erledigt. Mit den richtigen Wicklungen können Sie die Primärwicklung von einer H-Brücke direkt aus 9-15 V DC treiben. Eine weitere Option bei einer so niedrigen Eingangsspannung ist eine primäre Mittenanzapfung. Der Mittelabgriff ist mit der DC-Eingangsleistung verbunden, und jedes Ende hat einen Low-Side-Schalter, der abwechselnd auf Low zieht.

Mit einigen 100-kHz-Rechteckwellen am Eingang wäre überhaupt kein sehr großer Transformator erforderlich, um 5 W herauszudrücken. Die gesamte Schaltung mit Transformator sollte leicht in die Handfläche oder Ihre Hand passen können.

Die Art und Weise, wie Sie regulieren, besteht darin, sicherzustellen, dass die Rechteckwelle mit minimaler Spannung (wenn Ihr Eingang auf 9 V liegt) die 5 kV bei 1 mA verursachen kann. Auf der Ausgangsseite setzen Sie etwas ein, das jede Menge misst, die Sie regulieren möchten, und einen Opto-Isolator ansteuert, wenn es über dem Limit liegt. Auf der Eingangsseite töten Sie einfach die Schwingung, wenn das Opto aktiv ist.

Nach dem, was Sie sagen, brauchen Sie anscheinend keine Isolierung, aber bei 5 kV ist dies aus Sicherheitsgründen eine gute Idee. Sie könnten die gleiche Leistung mit einem Spartransformator erzielen, aber dann wäre der Ausgang nicht isoliert. Sofern es sich nicht um eine sehr kontrollierte Situation oder eine vollständig versiegelte Box handelt, würde ich die zusätzliche Sicherheit durch vollständige Isolation als einen guten Kompromiss betrachten.

5 W bei Hochspannung sind das beste Gebiet für einen Wandler mit Flyback-Topologie.

Als Controller kann beispielsweise der LT3751 verwendet werden. Die Flyback-Magnetik sieht aus wie ein Transformator, wird aber tatsächlich als Induktivität mit mehreren Wicklungen verwendet.

Hier ist ein nützlicher Artikel zum Entwerfen von Flyback-Transformatoren (das Buch von Billings enthält viel mehr Informationen). Sie benötigen einen Kern mit Lücken für einen Flyback.

In der Vergangenheit habe ich dies getan: -

• Entwicklung eines einfachen Abwärtsreglers, der so gesteuert werden kann, dass er eine Ausgangsspannung im Bereich von unter 1 Volt bis fast 12 Volt erzeugt. Auf diese Weise wird die Ausgabe der Hochspannung gesteuert. Linear Technology stellt einen sehr brauchbaren PWM-Chip her, der Spannung ein- und Tastverhältnis ausgibt - dies kann zwei synchron verdrahtete FETs speisen. (Ein Wirkungsgrad von ca. 95 % bei ca. 100 kHz ist durchaus erreichbar)
• Die obige Spannung wird dem Mittelabgriff der Primärwicklung eines Transformators zugeführt
• Die Außenseiten der Primärwicklung werden durch MOSFETs mit niedrigem Einschaltwiderstand alternativ bei (sagen wir) 50 kHz geerdet. Ausreichende Sorgfalt, um sicherzustellen, dass sich die beiden Ein-Zustände nicht überschneiden - ein wenig Logik und ein RC-Filter können dies leicht sicherstellen.
• Die Sekundärseite MUSS gewickelt werden, um eine signifikante Resonanz bei 50 kHz zu vermeiden, oder es gibt ein paar verschmorte Teile. Dies ist der knifflige Teil und ich würde eine Spannung von etwa 2 bis 3 kV Spitze anstreben.
• Dann würde ich einen Cockcroft-Walton-Dioden-Multiplikator verwenden

Die gleiche Idee wie oben habe ich verwendet, um 50 kV für die Stromversorgung einer Röntgenröhre zu erzeugen.

Verwenden Sie dazu einen Simulator zu Tode - wickeln Sie eine typische Sekundärseite - messen Sie ihre Resonanzfrequenz - stecken Sie die Zahlen in den Simulator und stellen Sie möglicherweise die Betriebsfrequenz der Endstufe neu ein, um sie etwas niedriger zu machen. Informieren Sie sich über Transformatorwicklungen mit niedriger Eigenkapazität und besorgen Sie sich eine Rolle von diesem gelben Klebeband zum Trennen der Schichten der Sekundärseite, aber die Hauptsache ist

SEIEN SIE VERDAMMT VORSICHTIG, denn diese Ausgabe kann tödlich sein.