przełącznik, który przekształca napięcie prądu przemiennego na wyższe napięcie prądu stałego

Jeśli potrzebujesz wysokiego napięcia, mnożnik napięcia jest jednym z najłatwiejszych sposobów uzyskania wysokiego napięcia.Mnożnik napięcia to specjalny typ obwodu prostownika, który może przekształcić napięcie prądu przemiennego na wyższe napięcie prądu stałego.Zostały wynalezione przez Heinricha Greinachera w 1919 roku i wykorzystano je w projektowaniu akceleratorów cząstek, które przeprowadziły pierwszy sztuczny rozkład jądrowy, więc wiadomo, że są ważne.
Teoretycznie wyjście mnożnika jest całkowitą wielokrotnością szczytowego napięcia wejściowego prądu przemiennego.Chociaż mogą pracować przy dowolnym napięciu wejściowym, głównym zadaniem mnożnika napięcia jest przy bardzo wysokich napięciach, rzędu dziesiątek tysięcy, a nawet milionów woltów.Rząd wielkości, potrzeba.Ich zaletą jest to, że są stosunkowo łatwe w budowie i tańsze niż równoważne transformatory wysokiego napięcia o tej samej mocy wyjściowej.Jeśli Twoja szalona nauka potrzebuje iskier, być może powielacz napięcia może Ci to zapewnić.
Obwód mnożnika do działania wymaga zasilania prądem przemiennym.Dla uproszczenia załóżmy, że jedna strona zasilacza jest uziemiona i utrzymywana na poziomie zerowym, a druga strona zmienia się z dodatniego na ujemny U (w przykładzie 100 V).To jest to, co się stało:
Jak widzieliśmy, otrzymamy napięcie 400 V między masą a wyjściem (punkty aib na ostatnim rysunku), skutecznie czterokrotnie zwiększając napięcie zasilania.
To jest wyidealizowane wyjaśnienie.Jak można się domyślić, rzeczywistość jest zawsze bardziej skomplikowana.Na przykład kondensatory nie są ładowane od razu, więc pełne napięcie osiągną dopiero po kilku cyklach, w zależności od prądu ładowania, jaki może zapewnić zasilacz.
Mnożnik, który właśnie omówiliśmy, ma dwa etapy.Każdy stopień składa się z dwóch kondensatorów i dwóch diod, z których każda zwiększa dwukrotnie napięcie zasilacza, więc na przykład moc wyjściowa pięciostopniowego mnożnika będzie dziesięciokrotnie większa od napięcia wejściowego.Należy pamiętać, że każdy element obwodu może widzieć co najwyżej dwukrotność szczytowego napięcia wejściowego zapewnianego przez zasilacz, dlatego można zastosować komponenty niskonapięciowe i wiele stopni, aby uzyskać bardzo wysokie napięcie wyjściowe.
Jednak zgodnie z tym wzorem, dopóki obciążenie jest podłączone do obwodu, napięcie wyjściowe będzie spadać.Tutaj widzimy, że potrzebujemy wysokiej częstotliwości i dużej pojemności, aby zminimalizować spadek napięcia, a spadek ten rośnie wraz ze wzrostem prądu, a także bardzo szybko wraz ze wzrostem liczby stopni.W rzeczywistości, ponieważ zależy to od sześcianu liczby stopni, spadek napięcia 10-stopniowego

mnożnik jest 1000 razy większy niż mnożnik jednostopniowy.

Inną sytuacją, która ma miejsce, gdy występuje bardzo wysokie napięcie, jest wyładowanie koronowe, czyli wyładowanie powstające, gdy natężenie pola elektrycznego wokół przewodnika jest wystarczająco duże.Korona działa jak niepożądane obciążenie powielacza, zmniejszając w ten sposób moc wyjściową.Jednym ze sposobów ograniczenia wyładowań koronowych jest zmniejszenie krzywizny przewodnika, unikanie ostrych narożników, wystających punktów i drutów o małej średnicy.W tym celu stosuje się zaciski i przewody o dużej średnicy.To oczywiście komplikuje konstrukcję powielaczy bardzo wysokiego napięcia, ale ilustruje także ich imponujący wygląd, co widać na charakterystycznych obrazach.

Własnoręcznie wykonany mnożnik napięcia, wykonany przez [rmcybernetics] w celu uzyskania wysokiego napięcia, jest popularnym projektem, o ile napięcie nie jest tak wysokie, że korona łatwo zaczyna powodować problemy.Oprócz zasilacza prądu przemiennego (takiego jak transformator neonowy) potrzebujesz tylko kilku diod wysokiego napięcia i kondensatorów.Praktyczne zastosowania obejmują aparaty rentgenowskie, kserokopiarki, jonizatory powietrza i kuchenki mikrofalowe.Górny koniec widma to mnożnik używany w badaniach nad akceleratorami cząstek, które mogą osiągnąć wysokość kilku metrów i miliony woltów.
Wysokociśnieniowy mnożnik ma długą historię w akceleratorach cząstek, a za jego badania przyznano nawet Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.Jednak wraz z pojawieniem się nowych technologii, zwłaszcza systemów kwadrupolowych RF, te wspaniałe mnożniki zostały wycofane.Na pewno będzie nam ich brakować i oczywiście nie przeszkodzi to w zbudowaniu własnego.
Mnożnik napięcia martwego może być bardzo pięknym dziełem sztuki!Jako źródło zasilania czasami wykorzystuje się przepaloną lampę CFL.Nie zapomnij o drucie silikonowym i oleju mineralnym.
Nadają się one do bardzo wysokich napięć.Większość diod (ze skrzynki z częściami) ma napięcie przebicia 1KV lub niższe.Dlatego połączyli niektóre szeregowo dla wyższych napięć.
Możesz też usunąć diody ze starej kuchenki mikrofalowej, ale będziesz musiał kupić 11 lub więcej kuchenek mikrofalowych.
Jeśli podłączę diody szeregowo np. 1N4001 na wysokie napięcie to muszę do każdej diody podłączyć równolegle rezystor 1M aby któraś z nich nie 'uciekła' i nie pochłonęła większości napięcia i samoczynnie się wyłączyła. zniszczyć.
Tylko wtedy, gdy częstotliwość wejściowa wynosi 60 cykli lub mniej.W przypadku wyższych częstotliwości (i większych mocy) wymagana jest kolejna szybka dioda wysokiego napięcia.
Niezbyt potrzebne.Diody nie zostaną od razu odłączone od przepięcia, najpierw zaczną puszczać część prądu, a jeśli napięcie będzie nadal rosnąć, wejdą w przebicie lawinowe.Jeśli pozwoli się na przepływ dużego prądu (mała rezystancja źródła), rozproszenie (wysokie napięcie * duży prąd) spowoduje uszkodzenie diody.
Jeśli jednak całkowite napięcie nie zostanie równomiernie podzielone przez kilka diod połączonych szeregowo, dioda o najwyższym napięciu na niej zacznie płynąć więcej prądu niż pozostałe diody, przywracając w ten sposób równowagę napięć, ponieważ prąd upływowy spowoduje napięcie na tej konkretnej diodzie. Dioda spada, podczas gdy napięcie na pozostałych diodach wzrasta.
Oczywiście należy uwzględnić pewien margines bezpieczeństwa;niedobrze byłoby zastosować 10 diod o napięciu 1kV w zasilaczu 10kV;gdy jedna z diod ulegnie przebiciu lawinowemu, napięcie na niej gwałtownie spadnie, w wyniku czego napięcie na pozostałych diodach będzie rosło, aż do lawinowego przebicia kolejnej diody, a wkrótce wszystko się zapali.Do zasilania 10kV zastosuję szeregowo 14-16 diod, każda o napięciu znamionowym 1kV.
Oczywiście margines bezpieczeństwa też jest dobry, ja wybiorę >=20% i oczywiście 50% też będzie dobre.Ale „awaria lawinowa” nie oznacza, że ​​zachowuje się jak iskiernik lub DIAC.Zachowuje się jak dioda Z, zaciskając napięcie.
Dioda nie ulegnie samozniszczeniu, zacznie działać jak dioda Zenera i ograniczy jej napięcie, więc druga w ciągu przejmuje kontrolę
Dioda Zenera o napięciu 1000 V nie wymaga dużego prądu, aby ulec samozniszczeniu!Wartość znamionowa diody to ciepło wytwarzane przez prąd przewodzenia i spadek napięcia w przewodzie.Dioda 1A zużywa 0,7 W ciepła przy pełnym obciążeniu.Podczas wykonywania Zenera przy 1000 woltów, 0,7 wata osiąga się przy 0,0007 ampera.Jeśli dioda ustali Zenera z dobrym, dużym kondensatorem równolegle, można się domyślić, co będzie dalej.Dostaniesz fajerwerki.
Jermaine’a, prąd upływowy diody jest zwykle rzędu 10^-15 A. Dopóki ich końcowy prąd upływowy będzie mniejszy niż 10^-14 A, wszystko będzie dobrze.
Jermaine, nie ma iskiernika jak usterka.Górna granica ograniczy szybkość wzrostu napięcia, a dioda zacznie stopniowo przewodzić część prądu.Gdy się nagrzeje, zwiększa nawet napięcie przebicia.Dlatego kondensator nie może nagle zrzucić ładunku do diody.
Bardzo łatwym do zrozumienia sposobem wyjaśnienia tego obwodu jest krótki film przedstawiający właściwe schody/schody ruchome/windę.Niestety nie mogę znaleźć Twojego filmu na YouTube.
Wariant, który moim zdaniem był używany dawno temu.Składam się z 2 sąsiadujących ze sobą drabin i wszystkie poruszają się w górę i w dół o 20 cm do 1/2 metra.Kiedy jeden idzie w górę, drugi spada i odwrotnie.W razie potrzeby możesz poruszać się w górę (lub w dół), przechodząc z jednej drabiny na drugą.Czy ktoś wie jak to się nazywa?Link do Youku?
Zbudowano kilka ponadgabarytowych multiplikatorów, zaczynających się od około 30 Kv i zdolnych do rzucania dobrej iskry w promieniu 200 mm.Stwierdziłem, że najlepszą opcją jest umieszczenie mnożnika w oleju transformatorowym.Wiele lat temu wykonałem w ten sposób pistolet jonowy, wykorzystując obudowę starej samochodowej lampy stroboskopowej.Wadą jest to, że wyrzutnia nie jest wysunięta daleko do przodu, a spust znajduje się w odległości mniejszej niż 200 mm od wyrzutni.Pierwsze i ostatnie strzały z użyciem spustu są nieco szokujące.
Jednak jednym z najfajniejszych zastosowań jest umieszczenie małego rotora w kształcie litery Z na sworzniu na końcu, ustawienie urządzenia w pozycji pionowej, włączenie go i obserwowanie, jak rotor szybko się obraca w miejscu, w którym jony ujemne są wyrzucane.Następnie obserwowałem, jak kurz w pomieszczeniu jest zasysany w stronę muszli.
Kiedy we wczesnych latach byłem radioamatorem, takie obwody nazywano prostownikami mostkowymi.Pozwoliły mi one uzyskać napięcia od 900 do 1200 woltów z transformatora telewizyjnego, który miał generować napięcie 450–600 woltów.
W rzeczywistości jest to bardziej zbliżone do mostka półfalowego niż cokolwiek innego.Jeśli spojrzysz na artykuł w Wikipedii na temat generatora Cockrofta-Waltona, przekonasz się, że w rzeczywistości widzisz połowę pełnego mnożnika.Jeśli używasz prawdziwego napędu sinusoidalnego AC (z przejściem przez zero), najlepiej jest użyć wariantu pełnookresowego.(Https://en.wikipedia.org/wiki/File:Full_wave_Cockcroft_Walton_Voltage_multiplier.png)
W rzeczywistości nie muszą one być napędzane falami sinusoidalnymi;kwadraty dolnoprzepustowe są równie skuteczne (choć w niektórych przypadkach nieco mniej wydajne)
W telewizorach stosowano kiedyś mnożniki napięcia.Mnożnik może uzyskać w przybliżeniu dwukrotność szczytowego napięcia sieciowego sygnału wyjściowego poziomego.Czasami do wyjścia flyback dodaje się kolejne napięcie, aby zwiększyć napięcie drugiej anody CRT.Myślę, że ma to na celu zmniejszenie kosztów przelotu transformator.
Co ciekawe, zawsze nazywam je mnożnikami Cockcrofta-Waltona.Badając detektor promieniowania kosmicznego oparty na fotopowielaczu do zastosowania w przestrzeni kosmicznej, napotkaliśmy problem z szumami powodowanymi przez wyładowania koronowe o napięciu 1000 V+ w próżni.Rozwiązaniem jest 10-stopniowy mnożnik CW, każdy stopień zapewnia 100-woltową dynodę do spadku napięcia 10-stopniowej dynody fotopowielacza.Gniazdo PM jest usuwane, CW jest wytwarzane bezpośrednio na drucie PM, a następnie cały shebang jest pokrywany podkładem i na rurkę zostaje nalana guma silikonowa.Wszystkie lampy PM zapewniają napięcie około 100VAC i 100KHz, dlatego wymagane są bardzo małe kondensatory CW.Zasilacz sinusoidalny 100 VAC nie spowodował problemów z hałasem koronowym!Wywieźliśmy pierwszą partię satelitów z orbity Ziemi.Około 12 lat później spirala prowadząca do Słońca minęła Ziemię, dostarczając nam kolejnych 160 000 000 mil danych!Wszystkie 3 CW wciąż posuwają się do przodu.Hazza!Hazza!Mnożnik CW nadal istnieje w przestrzeni kosmicznej!
Spróbuj wyjaśnić obecnym producentom płytek PCB ogólne warunki, takie jak impedancja powierzchniowa, wyładowania koronowe i wysokie napięcie… Tak, oni po prostu nie rozumieją.
Zatem im wyższa częstotliwość zasilania wejściowego AC, tym lepiej?Chcę wiedzieć, że ponieważ półprzewodnikowe układy wzmacniaczy mocy wytrzymują bardzo duże obciążenia i wysokie częstotliwości, dla majsterkowiczów dostosowanie zasilaczy prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości może nie być trudne.
Wzmacniacz samochodowy stereo będzie działał bardzo dobrze.Znajdź odpowiedni zasilacz impulsowy, który go zasili, podłącz generator sygnału do wejścia i masz wyjście głośnikowe.Podłącz zwykły transformator jako wzmacniacz i dodaj swój mnożnik.Zwykłe transformatory poradzą sobie z dźwiękiem, ale nie bądź zachłanny, gdy zwiększasz częstotliwość.Otrzymasz ogrzewanie prądami wirowymi i energię odpadową.
Zawsze używałem starego zestawu stereo + laptopa jako generatora sygnału dużej mocy.Mają wbudowane zabezpieczenie przeciwprzeciążeniowe, łatwe sterowanie mocą wyjściową, w przypadku wysadzenia kanału zostaje 1 – 3 zapasowe, w zależności od modelu.Z radością napędzałem wszystko, od diod LED po głośniki foliowe/wstęgowe DIY.
5-milionowy rosyjski mnożnik napięcia – chciałbym to zobaczyć na własne oczy.http://www.dailytech.com/Pictured+Drone+Survives+Flyover+of+Russias+Largest+Artificial+Lightning+Generator/article37172.htm
Mój pierwszy laser HeNe (z lat 60. XX w.) wykorzystywał w swoim zasilaniu powielacz napięcia.Uruchomienie lasera jest kłopotliwe, gdyż zasilacz nie dostarcza wystarczającej ilości prądu.
Przypomina mi podstację mostową Real Genius i „zawsze sprawdzaj optykę”.Cieszę się, że możesz zrobić coś z tym, co masz zamiast zamieniać nas w popcorn.
Och, uroczy, przypomina mi moje dni w ABB HVC.Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem ich laboratorium testowe, moją pierwszą reakcją było: „O rany, oni mają cewki Tesli!”.„Interesujące” jest przeprowadzanie testów piorunowych/niszczących kabli wysokiego napięcia (takich jak kable importujące/eksportujące energię elektryczną między krajami).
Widziałem zdjęcia takich miejsc i pomyślałem: „jak fajnie jest tam pracować”.Czy to czy coś innego jest szkodliwe dla gigantycznego zabójcy owadów?
Bardzo fajne, zwłaszcza przy ręcznym przesuwaniu małego bębna kablowego (~25 ton).Poza tym cięcie kabli jest trochę interesujące.
(Nie mogę używać własnych zdjęć ze względu na umowę o zachowaniu poufności, więc mam ograniczone publicznie dostępne rzeczy http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/e308f3e92d9a8fc5c1257c9f00349c99/ca1a4ac2462c7494c1257960004baa6d/$FILE/cable_ 4794%20% 20300 dpi.jpg
To pomarańczowe coś w tle to „werbel” http://www07.abb.com/images/librariesprovider51/jobba-hos-oss/examensarbete_1183x35089f536e3c1f463c09537ff0000433538.jpg?sfvrsn=
„Wielki bęben” http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/943ab3f8e3fbab3bc1257c7c00484f5f/$file/Dudgeon+cables.jpg
Świetny post, mam nadzieję, że jedną z jego części będzie porównanie z pompą ładującą DC-DC.To jest bardzo podobne, ale nie potrzebujesz zegara z wejściem AC!Wiem, wiem, Wikipedia umieściła wykresy obok siebie.
Myślę, że może to być przydatne w przypadku obwodów generatorów rowerowych.Zwykle generator ma napięcie znamionowe 6 V AC, ale w zależności od prędkości można uzyskać 5–7 V.Możesz łatwo wyprostować i zasilić regulator liniowy, ale niska wydajność w tym zastosowaniu zostanie wykorzystana jako opór generatora, co ostatecznie oznacza, że ​​będziesz chodził mocniej przy tej samej prędkości!Dlatego wydajność jest tutaj bardzo przydatna.Dlatego chcesz użyć konwertera DC-DC, ale jeśli spróbujesz wyprowadzić napięcie 5 V, spadek napięcia na przełączniku obniżającym napięcie będzie bardzo niski.Aby uzyskać dobrą wydajność, ostatecznie potrzebujesz wzmocnienia i złotówki lub innych rzeczy, które są bardziej skomplikowane i mniej wydajne niż bezpośrednie złotówki.
Pokazany tutaj mnożnik napięcia jest również prostownikiem, więc rozsądne może być użycie go do podwojenia napięcia, więc do uzyskania niskiego napięcia spadku potrzebny jest jedynie prosty przełącznik obniżający napięcie.Właśnie dowiedziałem się z Wikipedii, że przełącznik „120-240” na zasilaczu właśnie to robi; zamienia prostownik w podwajacz napięcia!
Jest to częściej używane do wysokie napięcia,

ale ten obwód jest również przydatny dla majsterkowiczów, którzy mają do czynienia z zasilaniem AC o niskim napięciu!
Podwajacze napięcia również powodują pewne nieefektywności: po pierwsze, każda dioda spadnie o co najmniej 0,2 V (jeśli użyjesz diod Schottky'ego).Ponadto przy niskiej częstotliwości prądu przemiennego typowego generatora rowerowego potrzebny będzie kondensator o dużej pojemności do zasilania każdego sprzętu bardziej wymagającego niż komputer rowerowy.