Hochspannungsversorgungen

Hochspannungsversorgungen sind elektronische Energiequellen, die stabile, regelbare Hochspannungen mit relativ geringen Strömen liefern. Sie werden eingesetzt, um Hochspannungskomponenten zu betreiben, Isolationsprüfungen durchzuführen oder Strahlungsquellen zu speisen. Die Ausgangsspannung reicht je nach Typ von einigen hundert Volt bis zu mehreren Hundert Kilovolt; meist wird Gleichspannung erzeugt, es gibt jedoch auch pulsed HV-Quellen.

Sie lassen sich grob in lineare und schaltende Hochspannungsversorgungen einteilen. Lineare HV-Versorgungen liefern besonders ruhige Spannungen und eine gute Regulation, sind jedoch meist größer, schwerer und weniger effizient. Schaltende HV-Versorgungen verwenden Hochfrequenz-Transformatoren oder spezialisierte HV-Topologien, bieten höhere Effizienz und kompaktere Bauformen, können aber mehr Ripple, EMI und Störaussendungen verursachen. Ausgabenseite können unipolar oder bipolar, einstellbar oder fest sein; häufig vorhanden sind Fernregelung, Last- und Überspannungsschutz sowie Strombegrenzung.

Wichtige Bauteile und Konstruktionsanforderungen umfassen Hochspannungswandler (Transformator oder Multiplikator), Gleichrichter, Filter- und Regelkreis sowie geeignete Isolation. Die Gehäusekonstruktion muss ausreichende Creepage- und Clearance-Abstände, hochwertige Isolationsmaterialien, Ableitungen und ggf. Abschirmungen berücksichtigen, um Personen- und Gerätesicherheit zu gewährleisten. Schutzmaßnahmen wie Schutzisolierung, Not-Aus und redundante Sicherheitsfunktionen sind üblich.

Anwendungen reichen von Röntgen- und Elektronenmikroskopie über Massenspektrometrie und Ionimplantationen bis zu HV-Tests von Isolationsmaterialien, Laser- und Plasmasystemen sowie elektrostatischer Abscheidung. Sicherheit hat Priorität: Hochspannungsgeräte erfordern qualifiziertes Personal, geeignete Erdung, Gehäuseschutz und Einhaltung relevanter Normen, etwa der IEC-Familie für Hochspannungsgeräte und elektrische Sicherheit.