Умножитель напряжения, интересует максимальная частота Опции

[paskal]

Делаю схему где надо повысить вольты, и использую умножитель напряжения. Это который из цепочки резисторов-конденсаторов состоит. Надо получить 350В на нагрузку 50-100кОм. Пока делаю все наугад, без расчетов.
А вопрос такой - какую максимальную частоту можно подать на вход умножителя? Использую диоды 1N4007 и 0.22 мкФ. Подаю 20 кГц, а умножать надо на 20.
И есть ли какие методики расчета таких умножителей?

[Guest_orthodox_*]

Делаю схему где надо повысить вольты, и использую умножитель напряжения. Это который из цепочки резисторов-конденсаторов состоит. Надо получить 350В на нагрузку 50-100кОм. Пока делаю все наугад, без расчетов.
А вопрос такой - какую максимальную частоту можно подать на вход умножителя? Использую диоды 1N4007 и 0.22 мкФ. Подаю 20 кГц, а умножать надо на 20.
И есть ли какие методики расчета таких умножителей?

Поставьте что-то вроде HER308 . Ваши медленные очень, как-то работать это все сможет на синусоидальной форме напряжения....

[paskal]

Поставьте что-то вроде HER308 . Ваши медленные очень, как-то работать это все сможет на синусоидальной форме напряжения....

Нет, напряжение я даю прямоугольное. Меандр от 0 до 30 В со скважностью 1. Но а с медленными 1N4007 какая частота приемлема?
А что если взять тогда 1N4148? Токи в схеме небольшие, а время восстановсения у него 4 нс против 75 у HER308.

[rudy_b]

У 1N4148 обратное 100В. Я пользовал SUF4007, у них тоже 75 нс. Но мне сильно не понравился разброс их токов утечки - хоть и входит в оговоренные, но для диодов из одной партии великоват. И несколько изначально дохлых попалось.

[Microwatt]

Нет, напряжение я даю прямоугольное. Меандр от 0 до 30 В со скважностью 1. Но а с медленными 1N4007 какая частота приемлема?
А что если взять тогда 1N4148? Токи в схеме небольшие, а время восстановсения у него 4 нс против 75 у HER308.

Ну, в традиционном умножителе напряжение на диоде вдвое выше входного. При Ваших 30 вольтах я бы 100-вольтовые уже применил. Мощность заметная, токи утечки тут мало скажутся.
1N4007? ну, пару килогерц, не больше. А вообще выбор у Вас велик.
FR10X, UF400X, HER10X,SF10X. Любой быстрый диод практически.
Можно и Шоттки 1Ах100вольт попробовать.
Однако, мне кажется, что коэффициент умножения 20... Это лишком много. На практике 8-10 ограничиваются.

[Jurenja]

... Меандр от 0 до 30 В со скважностью 1...

Видимо имелась ввиду сважность = 2 (отношение периода импульсного сигнала к его длительности).
Тем более что назвали его меандром...

[rudy_b]

Сразу не обратил внимания на 30 В. Не понял, зачем ставить 20 ступеней умножения? Чтобы получить 350 В? Это проще сделать на повышающем преобразователе за один удар. И никаких умножителей.
Эти диоды я пользовал на частотах примерно до 15-20 кГц. Нормально.

[paskal]

Сразу не обратил внимания на 30 В. Не понял, зачем ставить 20 ступеней умножения? Чтобы получить 350 В?

Дело в том что меандр от 0 до 30В имеет переменную составляющую как раз 15В, т.е. я повышаю фактически от 15 вольт.

Это проще сделать на повышающем преобразователе за один удар. И никаких умножителей.

Не имею готового трансформатора для преобразователя. Поэтому рассматриваю его как вариант №2 если умножитель не пройдёт.

[rudy_b]

350 в можно получить просто на дросселе. На трансе КПД будет выше но и только.
Но можно после дросселя 1- 2 ступени умножения поставить, тогда просто без проблем, но деталей побольше. Хотя по сравнению с умножителем в 20 ступеней...

Сообщение отредактировал rudy_b - Dec 23 2008, 17:02

[Microwatt]

350 в можно получить просто на дросселе.

Хм.. И Вы действительно получали? Двадцатикратное повышение?

[Burner]

По-моему, я получал. Это зависит от сопротивления, индуктивности дроселя и паразитной емкости(дроссель+транзистор+диод). Можно использовать 1-2 покупных дросселя и умножитель.

[rudy_b]

Более чем 20-ти кратное. Стандартный ключ с дросселем позволяет получить до 500 В питаясь от 3В. Но при увеличении выброса более 150 В начинает заметно падать КПД - большая часть энергии уходит в переколебания. Поэтому если нужно больше 200 - 250 В лучше добавить 1-2 ступени умножения.

Сообщение отредактировал rudy_b - Dec 23 2008, 20:18

[paskal]

1N4007? ну, пару килогерц, не больше. А вообще выбор у Вас велик.

Вы немного удивитесь, но вот сейчас я подал туда (на умножитель) подал 190 кГц и он нормально повышает, на осциллографе почти чистый меандр. Может 1N4007 лучше того что о них пишут в даташитах?
Кстати диод я взял не наугад, в энцикопедии электронных схем Графа и Шиитса есть несколько таких умножителей, и все именно на 1N4007

А насчет дросселя я не наю, не пробьет ли его от 350 В ?

[rudy_b]

От частоты зависит КПД умножителя. На высокой частоте диод не успевает закрыться и начинает качать ток обратно. Измерьте его на разных частотах но при рабочих токах потребления нагрузки.

Нормальный дроссель обычно держит.

[Microwatt]

Более чем 20-ти кратное. Стандартный ключ с дросселем позволяет получить до 500 В питаясь от 3В.

Ого! Здорово!
А у меня вот не получается. Наверно, потому, что скважность необходима 500/3= 170 и более (99.5% прямой ход). Ну и транзистор для 3-5ваттного, хотя бы, источника получается 600 вольт х 0.2 ома канал.
Да и диод.... Короче, КПД вообще никакой. А если учитывать зарядные/разрядные контура по сопротивлению, то вообще унылая картина... А миллиампер-другой, конечно, получить можно.
У нас из-за этого работают по-старинке: повысили в 2-4 раза и все, дальше трансформатор мотаем.

[rudy_b]

Естественно мощи с него в простейшем исполнении не снимешь. Но если нужно запитать гейгер или слабенький ФЭУ то вполне подходит.
Сейчас появилось много деталек типа MAX1553, которые работают от 2.7 В, дают на выходе 40 В с ключем на 0.5А. Вот с них уже и мощность можно получить. Таких деталек много, некоторые от 0.9 В работают.

Сообщение отредактировал rudy_b - Dec 23 2008, 22:15

[rezident]

Естественно мощи с него в простейшем исполнении не снимешь. Но если нужно запитать гейгер или слабенький ФЭУ то вполне подходит.

+1. Почти 20 лет назад питание (порядка 420В) для счетчика Гейгера от "Кроны" делали. На дросселе, выпрямляя первые (начальные) полуволны ударного возбуждения колебательного контура.

[asdf]

А у меня вот не получается. Наверно, потому, что скважность необходима 500/3= 170 и более (99.5% прямой ход). Ну и транзистор для 3-5ваттного, хотя бы, источника получается 600 вольт х 0.2 ома канал.
Да и диод.... Короче, КПД вообще никакой. А если учитывать зарядные/разрядные контура по сопротивлению, то вообще унылая картина... А миллиампер-другой, конечно, получить можно.
У нас из-за этого работают по-старинке: повысили в 2-4 раза и все, дальше трансформатор мотаем.

Ну с 3 в 500 В - это, наверное, экстрим, а вот с 12 в 900 - получается вполне прилично и на мощность несколько десятков Вт, правда диоды лучше брать SiC или GaAs (немного хуже).
В этом случае, если транзистор шустрый, то можно работать в режиме безразрывного тока и иметь небольшие потери.

[vlvl@ukr.net]

Кстати диод я взял не наугад, в энцикопедии электронных схем Графа и Шиитса есть несколько таких умножителей, и все именно на 1N4007

А насчет дросселя я не наю, не пробьет ли его от 350 В ?

Думаю, что предельная частота для диода,это 1/tвостановления, тогда при 500нс, имеем 2 МГц.

[Microwatt]

Думаю, что предельная частота для диода,это 1/tвостановления, тогда при 500нс, имеем 2 МГц.

В теории-да. На практике я б его и в 20 кГц не поставил.
Это диод для выпрямления 50 Гц. На высокой частоте он половину выпрямленного обратно пропускает.
А о чем тут три страницы разговоров? Если кроме 1N4007 и ДГЦ26 ничего доступного нет, то и умножителями на 100кГц занятия надо отложить.

[Vokchap]

Думаю, что предельная частота для диода,это 1/tвостановления, тогда при 500нс, имеем 2 МГц.

В теории-да. На практике я б его и в 20 кГц не поставил.
Это диод для выпрямления 50 Гц.

Если так считать (в "теории"), получите простую закоротку вместо диода. Вопрос выбора быстродейстрия диода под рабочую частоту - это требование эффективности выпрямления (требуемый КПД выпрямителя) и условий охлаждения.
500нс вполне приемлемо для 20кГц, если это "честное" восстановление на рабочем токе, а не каком-то минимальном, для которого часто указывают в даташите. Для 50Гц такое быстродействие - это как из пушки по воробьям, разве только если ничего другого небыло. На два и более порядка может быть ниже.

[rudy_b]

Если кроме 1N4007 и ДГЦ26 ничего доступного нет, то и умножителями на 100кГц занятия надо отложить.

Они есть, только сюда почему-то не возят. Это диодные сборки - до 20 кВ. Что-то типа 2CL01, 2CL02, 2CL03, время - меньше 50 нс (типовое -порядка 35). Аналог других производителей 2CL-xx/5 xx/10 xx/15 xx/20 и т.п. до 30 кВ. Есть и другие 2CLxx. Я как-то случайно купил, потом они исчезли. Прекрасная вещь.

А SUF4007 я до 2 МГц пользовал. При малых токах вполне прилично себя ведут.

[Impulstron]

Нет, напряжение я даю прямоугольное. Меандр от 0 до 30 В со скважностью 1. Но а с медленными 1N4007 какая частота приемлема?
А что если взять тогда 1N4148? Токи в схеме небольшие, а время восстановсения у него 4 нс против 75 у HER308.

"Меандр со скважностью 1" - такого не бывает! Q=T/t

Сообщение отредактировал Impulstron - Oct 16 2010, 11:51

[Prowler]

Делал бустер двухкаскадный на паре UC3843, 10-12В -> 60В -> 350В-400В ток на выходе 10-15мА. КПД около 50-60% т.к. частота и скважность подбиралась под имеющиеся индуктивности, при расчете от КПД возможно и лучшая эффективность, частоты 60-125кГц, габариты меньше спичечного коробка. Трудно оказалось найти в продаже высоковольтные транзисторы в смд корпусах типа SOT223 и подобных.

[AlexeyW]

Умножитель (если с идеальными элементами) дает выходной ток, равный FCdU/N, dU - разность между максимальным выходным напряжением U = UвхN и реальным выходным. То есть, у него падающая характеристика - в общем, как просто у емкости.

Трудно оказалось найти в продаже высоковольтные транзисторы в смд корпусах типа SOT223 и подобных.

Очень распространены в SO-8, до 250В

Если уж говорить о совсем быстрых диодах - то диоды Шоттки практически мгновенные Но у них невысокие напряжения (но в данном случае - на ступень всего 30В, приемлемо), и относительно большой ток утечки - нужно считать, можно ли с таким смириться.

[stells]

Очень распространены в SO-8, до 250В

не так уж их и много, кстати. приведите примеры. мне удалось найти (из тех, что доступны) irf7492(200В) и irf3000(300В)

[AlexeyW]

Ну, может быть, я действительно не очень хорошо выразился
Еще 7494. Но, когда искал, вроде было больше - доберусь до работы, посмотрю.

[stells]

Еще 7494. Но, когда искал, вроде было больше - доберусь до работы, посмотрю.

доберитесь
7494 вообще 150В

[НЕХ]

чем не угодил IRFR320 , великоват ?

[rudy_b]

IRFL214, SiHFL214 - 250v, sot223, Rds=2.0 Ω (VGS = 10v), Total Gate Charge 8.2 nC

[НЕХ]

попадались умножители напряжения по схеме Royer, на котором собраны "CCFL inverter".
Синус, минимум грязи в эфир, диоды BAS70.

[AlexeyW]

Кажется, CFL-драйверы имеют еще разные фичи (типа поджига с пробегом по частоте для поиска резонанса и т.п.). Нет вероятности на это напороться?
Но, кстати, даже при синусе по напряжению ток умножителся не будет синусом - это будут короткие пики, в любом случае. Емкостные наводки, конечно, будут от синуса - намного меньше.

[НЕХ]

в этом генераторе 2 транзистора - для ламп с холодным катодом.
и ток очень гладенький...

Сообщение отредактировал НЕХ - Dec 19 2010, 18:31

[AlexeyW]

в этом генераторе 2 транзистора - для ламп с холодным катодом.
и ток очень гладенький...

Ну да, конечно, 2 транзистора - полумост. Интересная штука.. а ток гладкий в каком именно месте?

[НЕХ]

в контуре.
полумостом язык не поворачивается назвать.
скорее токовый инвертор - в мёртвое время открыты оба ключа.

[AlexeyW]

доберитесь

Я попробовал просто на сайте Терраэлектроники поискать, и действительно куча.
7453 - 250В (да, перепутал тогда с 7494), я его применял
3000 - для меня открытие, 300В (это вроде пока максимум для SO-8)
7492 - 200В, уже упоминался, мы их применяем постоянно
7473 - 100В
ну и так далее, действительно очень много - на 20,30,40,60,80В

скорее токовый инвертор - в мёртвое время открыты оба ключа.

Неожиданно. А как окнтроллер называется? Я как-то разбирался теоретически с электронным балластом, но такого принципа как-то не встретил..

Сообщение отредактировал AlexeyW - Dec 20 2010, 10:54

[stells]

7453 - 250В (да, перепутал тогда с 7494), я его применял

а я вот этот почему-то не находил никогда, спасибо.
я имел ввиду, что высоковольтных в этом корпусе не так много

[НЕХ]

Royer - это должен знать каждый !
http://www.neon-john.net/Induction/Roy/Roy.htm
http://wiki.4hv.org/index.php/Royer_oscillator

[AlexeyW]

Royer - это должен знать каждый !

спасибо!

я имел ввиду, что высоковольтных в этом корпусе не так много

тут ведь еще ограничение на допустимые зазоры и т.п. У корпуса зазоры между кп около 0,3 мм, по идее, больше 300В вообще нельзя (правда, вот незадача, полное напряжение там только между двумя рядами ног, а там несколько мм ). Dpak заканчивается вроде как на 1кВ, ну и так далее..

Сообщение отредактировал AlexeyW - Dec 20 2010, 12:00

[stells]

правда, вот незадача, полное напряжение там только между двумя рядами ног, а там несколько мм

так в том-то и дело, вполне можно в такой корпус и на 1кВ кристалл разварить. наверное упираются в мощность, рассеиваемую корпусом, он где-то только 0,5Вт умеет рассеивать

[AlexeyW]

Вообще, они вроде 3 Ватта на такой корпус дают, при хорошем теплоотводе через ноги.
В принципе, киловольт не вопрос - скорее всего, коммерчески ожидают, что не пойдет - дпак ненамного больше (хотя, почти в два раза.. но если учесть зазоры, разница будет существенно меньше), но основательнее и мощнее.

[stells]

хотя, почти в два раза..

вот именно

[AlexeyW]

В общем, не знаю Я вот только месяц назад искал, были на 250В, а сейчас на 300 есть

[gte]

в контуре.

Вы, вероятно, смотрели ток потребления.
А Вам написали про ток зарядки конденсаторов умножителя.

[AlexeyW]

Вы, вероятно, смотрели ток потребления.
А Вам написали про ток зарядки конденсаторов умножителя.

Ну да, в умножителе ток принципиально будет импульсным, при любой форме входного сигнала.
Но постоянство потребляемого тока тоже очень значимо - если приводить умножитель примитивными схемами, потребляемый также будет импульсным.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Dec 21 2010, 07:08

[stells]

Ну да, в умножителе ток принципиально будет импульсным, при любой форме входного сигнала.

jam как-то писал:

Делал подобное с синусом на 3МГц получил на выходе 500в с 14 каскадами умножения. Пульсаций не замечено даже на выходе фэу. Но пока существует в единичном экземпляре.
...
Хотелось сделать нечто не шумящее... Получилось - диоды открываются друг за дружкой и мякго.

[AlexeyW]

Тут, наверное, про пульсации напряжения.. они зависят, естественно, от фильтрующей емкости. Ток диодов - другое дело.

Но вот про открывание диодов - это интересно. В схеме с реальными параметрами импульсный ток действительно сильно смягчается неидеальностью элементов. Однако, чем больше разница между максимальным и текущим значением напряжения умножителя (чем больше ток нагрузки), тем слабее это сглаживание. Мягкость будет тогда, когда дельта U на один диод мало превышает его пороговое напряжение, и играет кривизна вольт-амперной характеристики вблизи порога.

Насчет малошумящести - естественно, для тока очень важна топология. В очень чувствительных ФПУ делали половину умнодителя сверху, половину снизу в обратную сторону - по принципу минимизации контура тока.

[Prowler]

Вообще-то высоковольтных транзисторов выпускают достаточно много, но в то время была большая редкость и в розницу не купить, только через фарнелл какой-нибудь по несколько баксов штука.
Вот к примеру транзисторы до 800В в SO8 и SOT223:
sts1nk60z
sts1dnc45
FQS4903
FQT1N80
SPN02N60S5
Bsp300

[AlexeyW]

Ух ты, не думал. 800В - это круто, спасибо

[carbon23]

вот здесь написано как правильно рассчитать умножитель