直流高電壓發生器

高電壓實驗室中通常用將交流高電壓整流的辦法產生直流高電壓。整流電路主要有簡單整流電路和串級整流電路，其基本要求是：①輸出電壓的脈動係數應不大於3%；②一旦被試品發生閃絡，電源應能夠維持電弧使它不熄滅。流高壓發生器的特性用額定直流電流(平均值)I_d相應的輸出電壓(平均值)U_d和電壓脈動係數S表示。S=(U_max-U_min)%/(2U_d)，式中U_max、U_min分別是輸出電壓的最大值和最小值。 ^[1] 

高電壓實驗室內應用最廣泛的基本整流電路如圖1所示。空載時，半波整流電路的輸出電壓等於變壓器輸出交流電壓的最大值U_m；兩種倍壓整流電路的輸出電壓都等於2倍交流電壓最大值，即2U_m。負載時，輸出電壓降低，併發生脈動。用全波整流電路可以獲得較大的輸出電流，或者在同樣輸出電流下，電壓的脈動係數較小。 ^[1] 

將圖1倍壓整流電路以級串聯起來，空載時輸出電壓可達2nU_m。以圖1為基礎的串級直流高壓發生器輸出電流比較大，但需要用特製的絕緣鐵芯變壓器充電。負載時，串級直流高壓發生器的電壓降落和電壓脈動都隨級數的增加而急劇增加，因此，串級的級數通常不超過5級。為得到較大的輸出電流，可以用提高電源頻率的辦法，也可以用對稱迴路或三相迴路的串級直流高壓發生器。串級直流高壓發生器的電壓已做到2MV。 ^[2] 

高壓整流電路中將交流變換成直流的關鍵元件是高壓硅堆，一般是由多個硅二極管串聯組成。通常用額定整流電流、正向壓降、額定反峯電壓等參數表示它的特徵。它體積小，重量輕，壽命長，使用簡便，無輻射，普遍應用於直流高壓發生器中。由於對地雜散電容的影響，使串聯的每個硅二極管上的電壓分佈不均勻，從而限制了高壓硅堆反峯電壓的提高。提高硅二極管的反峯電壓並相應地減少串聯的硅二極管的個數，並採取強迫均壓的措施，可以進一步提高高壓硅堆的反峯電壓。直流高壓也可由靜電發生器產生，它的特點是波形穩定度高，但容量小，電力產品的絕緣試驗中很少應用。 ^[2]