高压电源全攻略!!!

电源

   高压包被广大同学用来制作高压电源，用于拉弧，给特斯拉线圈做电源，给马克思发生器做电源，可是，你对高压包又了解多少呢？
   通常我们玩的高压包，都是电视里的，高压包的正确名称为行输出变压器，也叫行回扫变压器，工作在反激状态，在英文中反激是 flyback. 所以外国人把高压包的驱动叫flyback drive. 如果你要想在google上找国外的高压包驱动的电路图，只有打flyback drive上去就行了。
   什么是反激？
要玩好高压包，就要了解他的工作原理，我们一般只用到高压输出的绕组，所以我们把高压包简化进行分析。高压包其实就是一个普通的变压器，输入端称为初级绕组（一次绕组，原边绕组，Primary），输出端称为输出绕组（二次绕组，副边绕组Secondary），次级绕组输出串联有一个二极管。

初级和次级的绕线方向是相反的，所以向初级绕组上端输入一个正脉冲电压的时候，初级线圈上正下负，而根据感应磁场的方向，次级输出则会相反，下正上负，此时二极管截止，次级无输出；当向初级线圈下端输入一个正脉冲电压的时候，情况就相反了，次级输出上正下负，二极管导通，对外输出电压。
如何控制这个电压的输入呢？我们加入一个MOS管进行控制，

MOS相当于一个开关的作用，当MOS导通的时候，这个开关就合上了，电流流过初级线圈和MOS管，接地，流回电源，此时次级感应的电压方向为上负下正，次级无输出。
电流流过电感的时候，电感产生一个磁场，磁能储存在磁芯中。当MOS关断的时候，开关断开，磁芯中的磁能由反绕的次级输出。

这样在开关管截止时变换器输出的工作模式称为反激工作模式。电路拓扑叫反激拓扑。

现在让我们来看一看我们平常用的一下电路图。
单管自激

这是新手入门常用的一张电路图，用单个三极管自激振荡，话说我做的第一个电路是这个，还是搭棚的。
用正规的电路画出来就是这样了：

是不是跟上面那个图很像呢？嘻嘻，其实它也是反激拓扑啊，只不过是自激式的而已。
运行原理：上电，电源通过R1流过b极线圈（一端跟两电阻相接，一端接入三极管b极），b极正偏，电流开始流过初级绕组，由于互感的原因（b极线圈和初级线圈是同绕向的），b极线圈电流增大，最终导致3极管饱和，初级绕组电流不再变化，于是b极线圈把这个低电平反馈到b极，三极管截止，这时候次级绕组输出磁芯中储存的能量。周而复始。
制作要点：此图有一个缺陷，导致三极管发热严重，在初级线圈上并联上0.47uF左右（0.1uF-0.6uF)的无极电容即可解决（原因会在后面解释）. b极绕组和初级绕组要同向（同顺时针绕或者同逆时针绕）。

NE555驱动
说完了自激的，该说他激的了，最经典实用的是NE555做信号发生器来驱动MOS管。网上的电路图多有缺陷，这里给出一幅保证出弧+长时间工作的电路图

R1取100欧 R2取1.5K R3为10K可调电阻，C1为1nF(=0.001uF=1000pF=102电容)，计算输出频率为60KHz~400Khz，占空比为50%~65%左右，大范围的调节可以方便地找到拉弧时的初级谐振频率，实现软开关，解决开关管发热问题，提高效率。
运行原理：NE555构成无稳态振荡器（NE555振荡原理涉及RC充放电，电压比较器等，此处不作解释），3脚输出信号，R4进行限流，输出高电平时，s8050导通，电源电流流过8050和R5对IRFP250的结电容进行充电，使IRFP250导通，由于电感上电流不能突变，所以是零电流开通。NE555输出电平的时候，8550的b极电位低于E极，8550导通，迅速抽走IRFP250G极的电荷，截止。截止时电感的反向电动势对电容充电，IRFP250 DS极电压为0，零电压关断。LC回路构成并联谐振，C2C3 初级绕组上电流最大，输出电弧粗壮。
制作要点： 8050和8550不要装反，无论是NPN管还是PNP管，有字一面向自己，管脚顺序从左到右是EBC，记住了是EBC！！！上电拉弧后，固定输出端，调节电位器，使电弧变得最粗，此时可认为初级LC回路处于并联谐振。这里有单独供电，自己考虑要不要单独供电，电源必须是大功率的。

反激可以使高压包处于最大利用效率

经典ZVS驱动
（此处超级重点，很多人由于不理解原理，所以不知道二极管用什么？稳压管要不要？能不能上市电？最高能输入几V？所以希望大家注意看）
这个电路相信玩高压的都做过吧，我是例外的。因为这个电路并不适合推单个高压包。

关于这个，先给大家看点别的东西

看到了吧，其实质是一个电流型推挽变换器。只是它的驱动十分特别，怎么特别？我们来分析
运行原理：电源电压通过限流电阻直接加在两管G极上，由于两个电阻的微小差异和两个管子结电容的微小差异，有一个管子先导通，假设是上管先导通了。电流流过电感经过上管接地，由于导通阻抗（开关管也不是理想的导体，有一定电阻）非常小，所以D极电源几乎为0，

这时候，目光移动到最下面的快恢复二极管(Fast diode)去,它的负极正好接在上管的D极处，D极的电压近似0V，所以二极管正偏导通，负极所接处，是下管的G极，下管G极结电容电流全部流到地，G极电压迅速降到0V，下管由开始的半开通变为截止了。

然后，好像就这样一直不变了？这个状态如何翻转呢？别急，看见线圈并联的那个电容了吗？这个电容起并联谐振的作用，电容在刚上电时就充电了，等上管D极电压降到0V时，电容放电（其实电压开始下降时就开始放电了），对电感充电（指初级绕组，此处可等效为电感），由于电感的续流作用，电感对电容的另一端充电，电容另一端又对电感放电，本来这个振荡应该持续下去的，但是在电容另一端完全放电后，奇迹就出现了！

原来上管的电压是0V，但现在又被电感充电了，所以原来的下管G极也恢复了供电，下管导通了，反观下管D极，电压降到近似0V，另一个快恢复二极管导通，把原来导通的上管的G极电压给拉低，上管截止了。这样，一次振荡周期就完成了，接下来的事情，无非就是两个管子一X一X地工作（。。。又邪恶了），所以叫推挽工作状态。此拓扑叫推挽拓扑。

制作要点：稳压管不加也可以，实践证明。
快恢复二极管不可以用普通二极管代替，原因是凡是二极管都有一个反向恢复时间，频率高了，每个周期时间很短，而反向恢复时，二极管等效为一根导线，能想象发生什么事情了，G极的波形完全乱掉，不起振或者乱振，烧管子。
谐振电容不能用电解电容。
理论上管子耐压要在电源电压的4倍以上保证不击穿。不过试过用250上90V也没有击穿。。。
限流续流电感必须使用铁粉心磁环，不能用高频的，虽然导磁率高，容易小体积获得大电感，但是容易饱和，而且是硬饱和，一下就失去作用了。铁粉心磁环一般为黄色，可以在电脑电源和电磁炉里拆到。

开始的时候说了，这个电路不适合推单个高压包，为什么的，初级绕组在正负半周都有能量输入，但是输出只有一个半周的能量，搞不好还会偏磁。。。所以，建议两个高压包初级反相并联，次级初级接一起作正极，负极接一起作负极，组成全波整流输出。

零零散散的知识整合起来写了几个钟头，现在大脑已经过载了，实在没想到还有什么写的，以后想到在更新进来吧。以后我会多发这种帖子的，让大家多学学，也没那么多疑惑。同时我也尽量把自己知道的都全部抛出，起到抛砖引玉的作用。
The End。