|
Умножитель 360V - 6kV не даёт больше 3kV |
|
|
|
Sep 17 2018, 19:41
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 27-03-17
Из: Москва
Пользователь №: 96 138
|
Понадобилась «зажигалка» с напряжением пробоя от 5 до 6 кВольт. Есть простые схемы на дросселях или импульсных трансформаторах, но такие варианты не устраивают, поскольку напряжение пробоя должно быть однополярным импульсом, постепенно нарастающим в течение 10-20 миллисекунд до 5...6 кВольт (не более!), а после пробоя как можно быстрее спадающим до нуля, при условии отключения процесса заряда сразу после пробоя. Для этой цели был собран макет умножителя напряжения на диодах и конденсаторах. Характеристики умножителя: - Количество ступеней умножения - 14 - Диоды импульсные smd HS1M (Uобр.= 1000В, trr=35nS) - 14шт. - Конденсаторы smd керамические, диэлектрик X7R, 1000V, 10nF - 14шт. - Частота подаваемых на вход импульсов - 50…100 кГц - Входные импульсы двуполярные от Пуш-Пулл преобразователя, амплитуда - 360V - На выходе умножителя стоит нагрузка сопротивлением 20 мОм для измерительных целей Схема заработала, но не совсем так, как ожидалось. Проблема в том, что сначала при повышении амплитуды импульсов, поступающих на вход умножителя (это делалось вручную повышением напряжения питания импульсного трансформатора Пуш-Пулла), напряжение на выходе увеличивалось пропорционально, но при достижении где-то 3кВольт как будто наступает «насыщение» умножителя, и выходное напряжение дальше почти не растёт. Даже когда амплитуда входных импульсов достигала 400V. В результате надёжный пробой наступает при воздушном промежутке между электродами меньше 1 миллиметра, а надо, чтобы пробивало 2 мм. Если кто-нибудь имел дело с такими умножителями, подскажите, пожалуйста, как это решить. А может быть существуют какие-либо другие схемные решения для получения заданных характеристик высоковольтного импульса? Буду благодарен за советы и помощь, поскольку высоковольтной импульсной техникой раньше не занимался. Прилагаю схему умножителя:
|
|
|
|
|
Sep 18 2018, 05:59
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 27-01-17
Пользователь №: 95 180
|
Расчет по схеме показывает, что все должно работать. Указанная неисправность (ограничение выходного напряжения определенным значением) часто характерна для уменьшенного, относительно указанного на схеме, сопротивления нагрузки. Сейчас это R2+R3=20 МОм, что дает выходной ток 150 мкА. С учетом входного тока 100 мА, коэффициента умножения 14:1 и возможного КПД 15...50% выходной ток д.б. не менее 1 мА. Смотрите сопротивление нагрузки, где-то есть утечка.
|
|
|
|
|
Sep 18 2018, 07:03
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 27-01-17
Пользователь №: 95 180
|
Прошу прощения. Не сразу углядел резистор R1 на входе. Убирайте однозначно, он значительно ограничивает входной ток. Просто высчитайте входную постоянную - 68 мксек, гораздо больше периода входных импульсов. Именно в их соотношении (постоянная времени и период входных колебаний) уменьшается максимальный выходной ток относительно ожидаемого/расчетного.
Сообщение отредактировал TrestConsom - Sep 18 2018, 07:05
|
|
|
|
|
Sep 18 2018, 11:20
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 27-03-17
Из: Москва
Пользователь №: 96 138
|
Цитата(HardEgor @ Sep 18 2018, 09:40) А вы наблюдаете повышение амплитуды импульсов на выходе трансформатора? Или только предполагаете? Да, импульсы я вижу на осциллографе TEKTRONIX, причём после входного токоограничительного резистора, т.е. фактически это напряжение на 1-м конденсаторе. Цитата(wim @ Sep 18 2018, 09:02) Если Вы хотите получить 1,8 Вт с выхода умножителя, начните с моделирования. LTSpice, например. Моделировал в Multisim, в модели всё прекрасно. Цитата(TrestConsom @ Sep 18 2018, 10:03) Прошу прощения. Не сразу углядел резистор R1 на входе. Убирайте однозначно, он значительно ограничивает входной ток. Просто высчитайте входную постоянную - 68 мксек, гораздо больше периода входных импульсов. Именно в их соотношении (постоянная времени и период входных колебаний) уменьшается максимальный выходной ток относительно ожидаемого/расчетного. А как же тогда я вижу на осциллографе импульсы, естественно с заваленными фронтами, на 1-м конденсаторе после этого резистора? Тогда бы он не заряжался до 400V? Причём явно с насыщением, а не на участке крутого подъёма фронта. Цитата(Plain @ Sep 18 2018, 13:41) Выходное напряжение можно пропорционально снимать и с C7, тоже обычным объёмным высоковольтным резистором. Ну да, вероятно можно после отладки и уверенной работы, просто мне пока нужно убедиться, что заряд доходит до последней ступени в полном объёме. А потом ещё у меня задача, чтобы после пробоя всё быстро разряжалось, поэтому этот резистор на выходе ещё и для разряда нужен.
|
|
|
|
|
Sep 19 2018, 02:16
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 177
Регистрация: 30-03-05
Из: Южная Корея
Пользователь №: 3 786
|
Цитата(тау @ Sep 19 2018, 07:35) лучше + делайте чем - на выходе. меньше утечек в воздух , Вы ж не люстру Чижевского делаете , верно ? Не сочиняйте. Какие "утечки в воздух" на трёх-то полученных киловольтах? Какая люстра?
|
|
|
|
|
Sep 19 2018, 05:28
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 27-03-17
Из: Москва
Пользователь №: 96 138
|
Цитата(Yuri7751 @ Sep 19 2018, 03:24) 360 (400) - это действительно амплитуда (т.е. +360\-360 на вторичной обмотке) или peak-to-peak? А то тут бывают разночтения. Да, это именно амплитуда переменного напряжения относительно нуля входных импульсов, получаемых с трансформатора Пуш-Пулла. Вообще-то я сам не совсем понимаю, почему я вижу такую картинку, ведь справедливо было подмечено, что постоянная времени заряда первого конденсатора при таком номинале резистора 6,8 кОм и ёмкости 10nF равна 68 мкСек, а период колебаний входного напряжения 10...20 мкСек. И тем не менее я вижу не пилу, а почти прямоугольные импульсы. Цитата(Herz @ Sep 18 2018, 23:21) И не великоват ли обратный ток у этих диодов? П.С.Картинку сожмите, пожалуйста. Вы знаете, да, меня тоже мучают смутные подозрения, но не сам обратный ток в установившемся режиме обратного постоянного напряжения, а выброс обратного тока, который возникает за время trr (reverce recovery time) при переключении диодов из открытого в закрытое состояние. Это только моё предположение, поскольку практик в таких вещах я никакой. Но по логике я начинаю подозревать, что при таких малых емкостях - 10nF диоды сначала заряжают конденсаторы, а при переключении не удерживают этот заряд и сливают его. Друзья, подскажите, моё предположение верно, или на практике такого не бывает?
|
|
|
|
|
Sep 19 2018, 07:48
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 32
Регистрация: 27-03-17
Из: Москва
Пользователь №: 96 138
|
Цитата(Plain @ Sep 19 2018, 09:53) На эквивалентой схеме конденсаторы образуют с сопротивлением источника ФВЧ, а ёмкости диодов ФНЧ — таким образом, умножитель является полосовым фильтром. Т.е. вы хотите сказать, что на таких частотах умножитель вообще в принципе неадекватен как умножитель?
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|