Как зарядить аккумулятор в высоковольтном блоке, с развязкой + / - 60 кВ и небольшой проходной емкостью. Опции

[alexvu]

Здравствуйте.
Есть устройство, питаемое от сети (обычный блок пит. 5В 1А).
В нем есть блок высоковольтного генератора, у которого напряжение общего провода может "болтаться" с частотой в несколько кГц в пределах + / - 60 кВ относительно -5В БП.
И в этом высоковольтном блоке есть аккумулятор 3.7В примерно 2 А.ч. с зарядным устройством.
Как передать на аккумулятор ток заряда? (5В, 0.5...1А).
Блок отделен стенкой из стеклотекстолита и еще зазором по 1-2 см с каждой стороны.

Вариант типа беспроводной зарядки для телефона не очень подходит из-за габаритов и, главное, большой индуктивности рассеяния (будет принимать много помех, да и излучать постоянно вовне не хотелось бы).
Вариант с оптической передачей не нравится из-за низкого КПД.
Устройство будет работать непрерывно, поэтому варианты типа мотор-генератор тоже не подходят.
Также нужна небольшая цена и компактность.

Что это может быть?
Какой-нибудь акустический трансформатор?
Или можно сделать обычный трансформатор с длинным диэлектрическим звеном магнитопровода? Как?

[gte]

Здравствуйте.
Есть устройство, питаемое от сети (обычный блок пит. 5В 1А).
В нем есть блок высоковольтного генератора, у которого напряжение общего провода может "болтаться" с частотой в несколько кГц в пределах + / - 60 кВ относительно -5В БП.
И в этом высоковольтном блоке есть аккумулятор 3.7В примерно 2 А.ч. с зарядным устройством.
Как передать на аккумулятор ток заряда? (5В, 0.5...1А).

Рисуйте функциональную схему, так как при 5 Вт не получится "частотой в несколько кГц в пределах + / - 60 кВ"
Если только редкими импульсами.

[alexvu]

Рисуйте функциональную схему, так как при 5 Вт не получится "частотой в несколько кГц в пределах + / - 60 кВ"
Если только редкими импульсами.

Вы неправильно поняли вопрос (или я нечетко написал). Частота и 60 кВ - это относится к работе основного высоковольтного генератора установки.
А устройство заряда аккумулятора - это вспомогательная система, заряд должен происходить независимо от работы или не работы основного генератора, и параметры работы схемы заряда я не задавал (тут и сам принцип передачи энергии является вопросом данной темы).
Добавил картинку в первый пост.

[gte]

Вы неправильно поняли вопрос (или я нечетко написал). Частота и 60 кВ - это относится к работе основного высоковольтного генератора установки.

На счет акустического не скажу, а индуктивные вполне бы подошли, но есть одно но.
Вы прикидочно посчитайте потери на перезарядку дополнительных емкостей которую внесут разные зарядные системы.
У Вас 1 пФ даст 160 МОм емкостного сопротивления на частоте 1 кГц, а Вы пишете о еще большей частоте.
Генератор уже в наличии?

[alexvu]

Там в среднем будут гораздо меньшие напряжения, но возможны выбросы до 60 кВ.
И частота - относится к этим выбросам.
Желательно, чтобы они не проходили в низковольтную часть.
И нет возможности заземленния, поэтому сделать нормальный барьер с разрядниками и т.д. не представляется возможным.
Т.е. требуется именно развязка с низкой емкостью.
А как сделать такой индуктивный трансформатор? Может, есть готовые?

[SmartRed]

Там в среднем будут гораздо меньшие напряжения, но возможны выбросы до 60 кВ.
И частота - относится к этим выбросам.
Желательно, чтобы они не проходили в низковольтную часть.
И нет возможности заземленния, поэтому сделать нормальный барьер с разрядниками и т.д. не представляется возможным.
Т.е. требуется именно развязка с низкой емкостью.
А как сделать такой индуктивный трансформатор? Может, есть готовые?

Т.е. у вас есть установка в которой "болтаетcя" до 60 кВ и нет заземления. Это паталогия какая то

Вы не огласили рабочее напряжение развязки и требуемую ёмкость.

P.S. Трансформатор питания накала рентгеновской трубки довольно компактное изделие.
Мощность правда избыточна для вас, а рабочее напряжение до 75 кВ.
Выполнен на ПК40х18 в масле...

[khach]

Кварцевой палочкой и двумя щеточными моторчиками- один палочку крутит, второй генератором работает. Главное чтобы палочка не была слишком длинной и правильно отбалансированной, а то можно на центробежную неустойчивость нарваться.
Можно лазером и световодом, но там мощность единицами ватт ограничена.
ЗЫ. Был еще помню "бесплатный" источник- в высоком баке с трансформаторным маслом- масло нагревалось и возникали токи конвекции. на верху ВВ столба поставили вертушку-турбинку которая от потока масла давала ток. там конечно милливаты были, и ждать надо было пол пол=часа пока поток масла стабилизируется, но все равно на питание датчика на ВВ конце хватало.

[Yuri7751]

P.S. Трансформатор питания накала рентгеновской трубки довольно компактное изделие.
Мощность правда избыточна для вас, а рабочее напряжение до 75 кВ.
Выполнен на ПК40х18 в масле...

Когда нужно ещё компактнее, функции высоковольтной изоляции и собственно трансформации напряжения как бы разделяют. Ставят два трансформатора. Первый, с обычной изоляцией, выполняет вторую функцию. Второй в залитом компаундом или маслом объёме служит, в основном, для изоляции. У меня, например, в 60кВ рентгеновском блоке изолирующий трансформатор сделан на ферритовом кольце диаметром 32мм. Первичка - один виток кабеля RG-8U (что-то вроде РК50-7-11) с удалённым экраном. Вторичка - два витка обычного медного провода 0,8мм.

[gte]

У меня, например, в 60кВ рентгеновском блоке изолирующий трансформатор сделан на ферритовом кольце диаметром 32мм. Первичка - один виток кабеля RG-8U (что-то вроде РК50-7-11) с удалённым экраном. Вторичка - два витка обычного медного провода 0,8мм.

Добавлю, что лучше использовать специальный высоковольтный кабель по причине того, что у них центральная проводяшая жила покрыта проводящим полимером. Это уменьшит скорость деградации электропрочности полиэтилена под высоким напряжением. Правда с гибкостью при малом радиусе у таких кабелей проблема.

[Yuri7751]

Добавлю, что лучше использовать специальный высоковольтный кабель по причине того, что у них центральная проводяшая жила покрыта проводящим полимером. Это уменьшит скорость деградации электропрочности полиэтилена под высоким напряжением. Правда с гибкостью при малом радиусе у таких кабелей проблема.

Это безусловно. По-хорошему на 60кВ надо было ставить ВВ кабель вольт на 75-100, но пока он ехал, мы использовали старый добрый RG-8U. Почему-то его все очень любят. Видимо за цену

[варп]

...Как передать на аккумулятор ток заряда? (5В, 0.5...1А)....
....А устройство заряда аккумулятора - это вспомогательная система, заряд должен происходить независимо от работы или не работы основного генератора, и параметры работы схемы заряда я не задавал (тут и сам принцип передачи энергии является вопросом данной темы).
...Вариант с оптической передачей не нравится из-за низкого КПД.

alexvu, простите, что отвлекаю, но хочется озвучить пару слов... Пусть это не годится именно в Вашем случае, но всё же....
Озвученная Вами мощность - 2,5 Вт.... Реально, скорей всего, понадобиться ещё меньше - ведь мощность, потребляемую конечным устройством, Вы не озвучили... А коли так - совсем небольшая солнечная панель может таки решить эту задачу... И ,в принципе, будет не важно, 60 там, или 100 кВ...
Да, КПД будет не очень высок, но при такой мизерной мощности и питании от сети - это дело пятое. А для освещения панели будет достаточно светодиодной лампочки (или, скорее, ленты) 10-20 Вт...

[alexvu]

Да, КПД будет не очень высок, но при такой мизерной мощности и питании от сети - это дело пятое. А для освещения панели будет достаточно светодиодной лампочки (или, скорее, ленты) 10-20 Вт...

Тут еще вопрос срока службы, т.к. это будет непрерывно работать.
Может источник и/или приемник деградировать через год-два, и это никак не проверишь заранее.
(То же относится и к мотор-генератору).

Про трансформатор в масле (а в нашем случае, видимо, в эпоксидке) посмотрю и подумаю, хотя емкость у него большая (в рентгеновских установках постоянное напряжение, и емкость там не важна).

Вообще, всем спасибо, наиболее жизненным пока кажется другой совсем способ, который не сразу пришел в голову:
сделать разъем и на время высоковольтных испытаний разводить его сервоприводом на 7-10 см,
а потом обратно так же соединять. (этот способ я уже в ветке про компоненты обсудил).

[Yuri7751]

Про трансформатор в масле (а в нашем случае, видимо, в эпоксидке) посмотрю и подумаю, хотя емкость у него большая (в рентгеновских установках постоянное напряжение, и емкость там не важна).

Хозяин, безусловно, барин, только ерунду писать не надо. Межобмоточная ёмкость описанного трансформатора не превышает 3пФ даже в залитом компаундом состоянии.

[HardEgor]

Или можно сделать обычный трансформатор с длинным диэлектрическим звеном магнитопровода? Как?

Берем П-образные ферритовые сердечники и соединяем их через несколько ферритовых стержней.