由于导线中流过交变电流时会产生集肤效应，从而使导线有效截面积减少，电阻增大。因此当开关频率为57.6 kHz时，穿透深度△可由下式计算出：



由此可得出△为0.2755 m，导线线径应小于穿透深度的两倍。

由于漏感和分布电容的存在，在两个VMOS导通状态切换后会产生振荡，从而导致变压器空载时输出电压很高，设计中可在变压器副边并联一个电阻阻尼以减小空载时的输出电压，同时适当减少匝数比。

3稳压电路设计

为了得到稳定的高压，系统设计了带有过流保护的稳压电路。先将输出电压采样反馈到运放的正输入端，再与负输入端的基准电压比较后来控制后级电路的状态。从而达到系统自动调节电压的目的。系统电连接图如图4所示。



运放在设计中采用单电源工作方式，用作差分放大器，可将部分输出电压和精确的+5 V参考电压进行比较。而+5 V基准电压源可采用LP2951，它具有低的静态电流和低的压差电压，因此在压差条件下静态电流仅有微小的增加，可以延长使用寿命。另外，5 V基准电压也可作为后续测量电路的工作电源，可实现电源的统一。

系统中如果输出电压HV是1250 V，后经R6和R7分压为5 V，这样运放的同相输入端电压与LP2951的输出电压相同，电阻R1上也就没有电流流过，因此运放构成的比例积分器输出电压维持不变，电路处于稳定的状态。

但如果由于某种原因导致输出电压HV低于1250 V，那么分压后运放的同相输入端电压就低于LP2951的输出电压，于是R1上流过的电流经积分器积分使其输出电压(Q3的栅极电压)变低，漏极电压(Q4的栅极电压)变高，从而导致Q4的源极电压(稳压器的输出电压)变高，直至输出电压达到1250 V，积分器不再积分，电路才恢复稳定状态。

如果由于某种原因导致输出电压HV高于1250 V，原理类似，最后电路还会恢复稳定状态。

设计中D5和Q5在电路中起保护作用。当Q3快速下拉其漏极电流时，为防止Q4的栅极电压低于源极电压太多而损坏管子，可使用二极管D5将此电压限制在-0.7 V。三极管Q5在系统正常工作时不启动，当电流过大时，电阻R5上的压降大于开启电压，三极管导通，从而减小Q4的栅源电压，也就减小了输出电压，因此限制输出电流的增加可起到过流保护作用。

电路中，B4并联一个电容C14，用以减小对高频信号的阻抗，相当于微分，这样信号上升速度加快，可以提高响应速度；R8串联电容C17，用于滤波，以提高输出电压的稳定性。Q3、Q4选择的是2SK1412场效应管，耐压1500 V，电流0.1 A，功率20 W，可以满足系统要求。

系统中使用了比例积分环节，由于单纯比例调节存在静态误差，一旦被调节量偏差不存在，输出也就为零，即调节作用是以偏差的存在作为前提条件，而且比例环节惯性也较大。而且单纯的积分调节过于延缓，在改善静态误差准确度的同时，往往使系统的动态品质变坏，过渡过程时间延长，甚至造成系统不稳定。因此系统采用了比例积分调节，从而克服了单纯比例环节有调节误差的缺点，又避免了积分环节反应慢的弱点，同时改善了系统的稳定性和动态性能。

4结束语

本文设计的高压产生电路，结构简单、易于调节，稳压电路采用了负反馈，具有自动调节电压的功能，同时带有过电流保护功能，因此可作为绝缘电阻测试仪的高压电源。