Kuinka voin suunnitella virtapiirin, joka voidaan ladata noin 10 kV: iin (5-20 kV välillä on hieno) kahdesta AA-paristosta (~ 3 V)?

Vaikeus Tässä kysymyksessä ymmärrän joitain vaatimuksia, joten käsittelen tätä ensin, koska ilman vastauksia on kiistanalaista, että tähän voidaan vastata oikein.

Ensinnäkin, käytetäänkö kuormaa, kun ulostulokansi on ladattu vaadittuun jännitteeseen? Jos kuormitusta esiintyy koko ajan "latausprosessin" aikana, tarvittava teho on paljon enemmän kuin jotkut vastaukset ja kommentit ennakoivat. Mielestäni ratkaisu ei ole saavutettavissa, jos kuormitus on aina kytketty, joten oletan, ettei se ole.

OP: ssa sanotaan myös, että "lähtövirta rajoitetaan enintään 20 mA: iin". Onko tämä ratkaisun vaatimus vai jotain, joka on tämän kysymyksen ulkopuolella? Tämä edellyttää vastausta, mutta nyt oletan, että sitä ei vaadita ratkaisussa.

Ehdotus - Tarvitaan muuntaja, joka nostaa 3 V: n tehoa (nimellinen ) toimitus todennäköisesti noin 800 Vp-p: lle. Jaetuilla ensisijaisilla ja kahdella N-kanavalla varustetuilla MOSFET-laitteilla tehokkaan ensisijaisen p-p-jännitteen tulisi olla saavutettavissa noin 12 V (miinus pieni menetys). Toissijaisella on siis 70-80 kertaa ensiökierrot: -

Mielestäni tämä on kohtuullista mahdollista ja kunnollisella kytkintaajuudella ylös 1 MHz: iin. Kokemukseni mukaan en usko, että muuntaja, jossa on enemmän kuin noin 100: 1, on käytännöllinen - aivan liian häviöllinen.

MOSFETit eivät tule olemaan tavallisen kohteen kohteita. Luulen, että heidän on oltava jotain 60 V: n luokkaa ja niiden vastus on lähellä 10 milli-ohmin aluetta. Alhainen tyhjennyskapasitanssi on myös vaatimus. Lisätietoja myöhemmin, kun ajattelen sitä ja simuloin sitä.

MOSFETien ajaminen on myös hankalaa. On todennäköistä, että niitä on käytettävä 10 tai 12 V: n porttijännitteillä, mikä tarkoittaa, että tarvitaan pieni tehonmuunnin kytkimen ohjauspiirin virran saamiseksi 3 V: sta. Tämä ei ole iso asia. Harkitsin, että tehosterokotteen pitäisi antaa virtaa muuntajan ensisijaiselle alueelle, mutta tämä on merkittävä tehottomuuden lähde, ja uskon, että muuntajan suurempi kierrosluku on paras idea.

Kytkinohjaimessa on yksityiskohtia se on silitettävä kuin sen suorittaminen asteittain pehmeällä käynnistymällä o / p-jännitteen muodostamiseksi, joka estää paristoja "romahtamasta" paineen alla.

Viimeiset vaiheet olisivat useita (vähemmän kuin 10) cockcroft walton -kertoimet ja mielestäni käytetyt diodit tarvitsevat huolellisen valinnan. Lisätietoja myöhemmin - minulla on yksi mielessä, mutta jätin muistiinpanoni töihin ja muisti pettää minua!

Valitettavasti en ole vielä saanut kaikkia yksityiskohtia, mutta tietysti kysymys on "miten Suunnittelen piirin "tarkoittaen kuinka OP voi suunnitella piirin.

Maanantaisin lisäykset Tässä on peruspiiri, jonka keksin - se tuottaa hieman yli 6 kV: n ja päätin mene lopulta 40 V: n mitoitettuihin FET: iin, koska rajoitin takaosan emf: n 18 V: n zenereihin: -

Tässä on tulos pariston käytön jälkeen. Alempi näyttö on FET-tyhjennysjännite ja virta, joka otetaan akusta sarjaan 0,1 ohmia: -

Pariston luontaisen vastuksen voittamiseksi käytin 1mH induktoria ja 5uF kondensaattoria toimimaan jännitteen tehostimena virran kytkemisen aikana. Paras tapa tehdä tämä olisi todennäköisesti ladata kunnollisen kokoinen kondensaattori (1000uF) 5 V: iin sallitun ajanjakson ajan ja antaa sen toimia lisäyksenä + 6 kV: n ulostulon saavuttamiseksi ja palata sitten 3 V: n paristoon energian tiputtamiseksi siihen pitämään lähtö 6 kV: ssa. Vaihtoehtoisesti, koska OP haluaa vain 20 ms: n jakson suurta jännitettä lähdössä, 1000uF voi riittää pitämään asiat kohtuullisen vakaina tuona ajanjaksona ja ellei kasvaa 10000uF: iin.

Tehostinmuunnin ei näy joka käyttää 1 MHz: n oskillaattoria. Linear-tekniikasta on useita laitteita, jotka suorittavat tämän toiminnon. 12 V tarvitaan porttien ajamiseen.

Pieni tulos Muuntajan toissijainen tarvitsee käämityksessä hoitoa, jotta kapasitanssi pysyy alle 10 pF. En aio mennä tähän, mutta riittää sanomaan, että lähtöpiiri perustuu sekundääriseen resonanssiin, joten 20pF: n trimmerikorkkia tulisi käyttää lähtöjännitteen optimoimiseksi ilman, että se resonoi sitä liikaa ja aiheuttaisi suurta tehottomuutta virransiirrossa. p>

Muista, että tämä voi tappaa sinut helposti, jos et välitä siitä. Varoitetaan.

Perinteinen tapa saada tämä matalilla varaustasoilla tunnetaan kondensaattoridiodisillan piirin AKA-jännitekertoimena. Voit käyttää paristoja AC-aaltomuodon tuottamiseen, jonka syötät sitten tämän kertojapiirin päähän.

Mitä korkeampi vaihtojännite, sitä vähemmän vaiheita tarvitset. 10KV: n saavuttamiseksi.

Ole kuitenkin varovainen, tämä piiri voi varata varauksen alempiin korkkeihin. Myös dielektrinen absorptio voi takaa sen pään ja löydät varauksen kaikista korkkeista, jotka olit purkanut.

Haluat 20ma 20 ms: ssa => 400 uC latausta. (\ $ Q = I * t \ $) jos pumppaat 12KV: iin ja pudotat 10 KV: seen purkautumisen aikana, muutos on 2KV.

Tarvittavan latauksen toimittamiseksi:

\ $ Q = C * V = C * \ Delta V \ $

\ $ C = \ frac {Q} {\ Delta V} = 0,2 uF \ $

joten yllä olevassa kuvassa (5 korkkia) tarvitset 1uF-korkit, joista kukin pystyy ylläpitämään 2KV: n ja 2KV AC-aaltomuodon. Ensimmäisen kertaluvun arvio. Toivottavasti tämä antaa sinulle tarpeeksi tehdä omia laskelmiasi (ja toivottavasti ei tappaa itseäsi).

Löysin jopa version suosikkikaaviotyökalustamme.

[circuitlab] mh9d8k [/ piiri]

Kuinka kriittinen jännitteesi ja kestosi on?

Kuvaamasi on ERITTÄIN samanlainen kuin automoottorin yleinen piste / kelan sytytyspiiri. Auton akku syöttää virtaa raivokkaan muuntajan (sytytyspuola) pääosaan. Katkaisupisteet kytkevät virran säännöllisesti päälle ja pois, sitä nopeampi nousu ja lasku, sitä parempi. Magneettikenttä romahtaa aikaan TODELLA suuren jännitteen sekundäärissä, joka kulkee jakelijan (lähinnä moottorikäyttöisen kiertokytkimen) läpi sytytystulppaan (kipinäväli).

Ajattelen monivaiheista diodipohjaista jännitteen kerrointa (jota ohjaa neliöaalto / oskillaattori), joka voisi ladata (suuren) kondensaattorin. Käytä kondensaattoria esimerkiksi JFET-tyyppiin pudottaaksesi kondensaattorin porrasmuuntajan ensiöpuolen läpi - hiukan asteittain, terävällä katkaisulla, jotta sekundäärinen korkea jännite romahtaisi takapotkussa.

I luulen, että tämä on eräänlainen tapa, jolla auton sytytyspuola toimii.

En tiedä kuinka kauan purkaus olisi - mutta purkausaikaa voitaisiin pidentää kondensaattorilla, joka on viritetty kiinnitettyyn kuormaan. (Jos jännitteen eksponentiaalinen hajoaminen on kunnossa).