Se você precisar de alta tensão, um multiplicador de tensão é uma das maneiras mais fáceis de obter alta tensão.Um multiplicador de tensão é um tipo especial de circuito retificador que pode converter tensão CA em uma tensão CC mais alta.Eles foram inventados por Heinrich Greinacher em 1919 e foram usados no projeto de aceleradores de partículas que realizaram a primeira decomposição nuclear artificial, então você sabe que eles são importantes.
Em teoria, a saída do multiplicador é um múltiplo inteiro da tensão de entrada de pico CA.Embora possam trabalhar em qualquer tensão de entrada, o objetivo principal do multiplicador de tensão é em tensões muito altas, na casa das dezenas de milhares ou mesmo milhões de volts.Ordem de grandeza, necessidade.Sua vantagem é que eles são relativamente fáceis de construir e mais baratos que transformadores de alta tensão equivalentes com a mesma classificação de saída.Se a sua ciência maluca precisa de faíscas, talvez um multiplicador de tensão possa fornecer isso para você.
O circuito multiplicador requer energia CA para funcionar.Para simplificar, suponha que um lado da fonte de alimentação esteja aterrado e mantido em potencial zero, e o outro lado mude entre U positivo e negativo (100 V no exemplo).Isso é o que aconteceu:
Como vimos, acabaremos com 400 V entre o terra e a saída (pontos aeb na última figura), efetivamente quadruplicando a tensão de alimentação.
Esta é uma explicação idealizada.Como você pode imaginar, a realidade é sempre mais complicada.Por exemplo, os capacitores não são carregados imediatamente, portanto não atingirão a tensão total até que alguns ciclos tenham passado, dependendo da corrente de carga que a fonte de alimentação pode fornecer.
O multiplicador que acabamos de discutir tem dois estágios.Cada estágio consiste em dois capacitores e dois diodos, cada um dos quais aumenta duas vezes a tensão da fonte de alimentação; por exemplo, a saída de um multiplicador de cinco estágios será dez vezes a tensão de entrada.Observe que cada componente do circuito só pode ver no máximo o dobro da tensão de entrada de pico fornecida pela fonte de alimentação, portanto, você pode usar componentes de baixa tensão e vários estágios para obter uma tensão de saída muito alta.
Porém, de acordo com esta fórmula, enquanto a carga estiver conectada ao circuito, a tensão de saída cairá.Aqui podemos ver que precisamos de alta frequência e alta capacitância para minimizar a queda de tensão, e essa queda aumenta com o aumento da corrente, e também muito rápido com o aumento do número de estágios.Na verdade, como depende do cubo do número de estágios, a queda de tensão de um circuito de 10 estágios
multiplicador é 1000 vezes maior que um multiplicador de estágio único.
Outra situação que ocorre quando está presente uma tensão muito alta é uma descarga corona, que é uma descarga que ocorre quando a intensidade do campo elétrico ao redor do condutor é suficientemente alta.A corona atua como uma carga indesejada no multiplicador, reduzindo assim a potência de saída.Uma forma de reduzir a corona é reduzir a curvatura do condutor, evitar cantos vivos, pontos salientes e fios de pequeno diâmetro.Para isso, são utilizados terminais e condutores de grande diâmetro.É claro que isso complica o projeto de multiplicadores de tensão muito alta, mas também ilustra sua aparência impressionante, como mostrado nas imagens características.
Multiplicador de tensão caseiro, feito pela [rmcybernetics] para obter alta tensão, é um projeto popular, desde que a tensão não seja tão alta que a corona comece a causar problemas facilmente.Além da fonte de alimentação CA (como um transformador de néon), você só precisa de alguns diodos e capacitores de alta tensão.Os usos práticos incluem máquinas de raios X, fotocopiadoras, ionizadores de ar e fornos de microondas.O extremo superior do espectro é o multiplicador usado para pesquisas de aceleradores de partículas, que pode atingir vários metros de altura e atingir milhões de volts.
O multiplicador de alta pressão tem uma longa história em aceleradores de partículas, e até o Prêmio Nobel de Física foi concedido por sua pesquisa.No entanto, com o advento de novas tecnologias, especialmente sistemas quadrupolo RF, esses magníficos multiplicadores foram retirados.Com certeza sentiremos falta deles e é claro que isso não impedirá que você construa o seu próprio.
Um multiplicador de tensão de tempo morto pode ser uma bela obra de arte!Uma lâmpada CFL queimada às vezes é usada como fonte de energia.Não esqueça do fio de silicone e do óleo mineral.
Estes são adequados para tensões muito altas.A maioria dos diodos (da caixa de peças) tem uma tensão de ruptura de 1KV ou inferior.Portanto, eles conectaram alguns em série para tensões mais altas.
Ou você pode remover os diodos do micro-ondas antigo, mas terá que comprar 11 ou mais micro-ondas.
Se eu conectar diodos em série, como o 1N4001, para alta tensão, tenho que conectar um resistor de 1M em paralelo com cada diodo para que um deles não 'fuja' e ocupe a maior parte da tensão e se auto-aqueça. destruir.
Somente quando a frequência de entrada for 60 ciclos ou menos.Para frequências mais altas (e potências mais altas), é necessário outro diodo rápido de alta tensão.
Não é realmente necessário.Os diodos não serão desconectados da sobretensão imediatamente, eles começarão a vazar alguma corrente primeiro e, se a tensão continuar a aumentar, eles entrarão em uma avalanche.Se uma grande corrente fluir (baixa resistência da fonte), a dissipação (alta tensão * grande corrente) danificará o diodo.
No entanto, se a tensão total não for dividida uniformemente por vários diodos conectados em série, o diodo com a tensão mais alta começará a vazar mais corrente do que os outros diodos, restaurando assim o equilíbrio de tensão, porque a corrente de fuga causará a tensão através desse diodo específico O diodo cai, enquanto a tensão nos outros diodos aumenta.
Claro, você precisa incluir alguma margem de segurança;seria ruim usar 10 diodos classificados em 1kV para uma fonte de alimentação de 10kV;assim que um dos diodos sofrer uma quebra de avalanche, a tensão nele cairá rapidamente, resultando na tensão dos outros diodos. Ela aumentará até a quebra de avalanche de outro diodo, e logo tudo pegará fogo.Para uma fonte de alimentação de 10kV, usarei 14-16 diodos em série, cada um com tensão nominal de 1kV.
Claro que uma margem de segurança também é boa, vou escolher >=20%, e claro que 50% também é bom.Mas “quebra de avalanche” não significa que ela se comporte como um centelhador ou DIAC.Ele se comporta como um diodo Z, com tensão de fixação.
O diodo não se autodestruirá, ele começará a funcionar como um diodo Zener e limitará sua tensão, então o outro na corda assumirá o controle.
Um diodo Zener de 1.000 volts não requer muita corrente para se autodestruir!O valor nominal do diodo é o calor gerado pela corrente direta e pela queda de tensão direta.Um diodo 1A consome 0,7 watts de calor em plena carga.Ao realizar Zener a 1.000 volts, 0,7 watts são alcançados com 0,0007 amperes.Se o diodo determinar o zener com um bom capacitor grande em paralelo, você pode adivinhar o que acontecerá a seguir.Você ganha fogos de artifício. 
Jermaine, a corrente de fuga do diodo é geralmente da ordem de 10 ^ -15 A. Contanto que a corrente de fuga final seja inferior a 10 ^ -14 A, tudo ficará bem.
Jermaine, não há centelha como mau funcionamento.O limite superior limitará a taxa de aumento de tensão e o diodo começará gradualmente a conduzir alguma corrente.Quando esquenta, aumenta até a tensão de ruptura.Portanto, o capacitor não pode descarregar repentinamente sua carga no diodo.
Uma maneira muito fácil de entender para explicar este circuito é através de um pequeno vídeo da escada/escada rolante/elevador correto.Infelizmente, não consigo encontrar seu vídeo no YouTube.
A variante em minha mente foi usada há muito tempo.Eu consisto em 2 escadas adjacentes, e todas elas se movem para cima e para baixo de 20 cm a 1/2 metro.Quando um sobe, o outro desce e vice-versa.Você pode subir (ou descer) andando de uma escada para outra, quando apropriado.Alguém sabe como isso é chamado?Link Youku?
Alguns multiplicadores superdimensionados foram construídos, a partir de cerca de 30Kv, e capazes de lançar uma boa faísca em 200 mm.Descobri que a melhor opção é colocar o multiplicador no óleo do transformador.Muitos anos atrás, fiz uma arma de íons dessa maneira, usando uma caixa de luz estroboscópica de um carro antigo.A desvantagem é que o lançador não está muito à frente e o gatilho está a menos de 200 mm de distância do lançador.O primeiro e o último tiro com o gatilho são um pouco chocantes.
Porém, um dos usos mais legais é colocar um pequeno rotor em forma de Z no pino da extremidade, deixar o aparelho na posição vertical, ligá-lo e observar o rotor girar rapidamente no ponto onde os íons negativos são jogados fora.Então observei a poeira da sala sendo sugada para a concha.
Quando eu era radioamador nos primeiros anos, circuitos como esse eram chamados de retificadores de ponte.Eles me permitiram obter tensões de 900 a 1.200 volts de um transformador de TV destinado a gerar 450-600 volts.
Na verdade, isso está mais próximo de uma ponte de meia onda do que qualquer outra coisa.Se você olhar o artigo da Wikipedia sobre o Gerador Cockroft-Walton, descobrirá que na verdade está visualizando metade do multiplicador completo.Se estiver usando um inversor CA senoidal verdadeiro (com cruzamento de zero), é melhor usar a variante de onda completa.(Https://en.wikipedia.org/wiki/File:Full_wave_Cockcroft_Walton_Voltage_multiplier.png)
Na verdade, eles não precisam ser acionados por ondas senoidais;quadrados passa-baixo são igualmente eficazes (embora em alguns casos um pouco menos eficientes)
Multiplicadores de tensão já foram usados em televisores.Um multiplicador pode obter aproximadamente o dobro da tensão de linha de pico da saída horizontal.Às vezes, outra tensão é adicionada à saída flyback para aumentar a tensão do segundo ânodo do CRT.Acho que isso é para reduzir o custo do flyback transformador.
Curiosamente, eu sempre os chamo de multiplicadores Cockcroft-Walton.Ao pesquisar um detector de radiação cósmica baseado em um tubo fotomultiplicador para ser usado no espaço, encontramos um problema de ruído causado por uma descarga corona de 1000V+ no vácuo.A solução é um multiplicador CW de 10 estágios, cada estágio fornece um dínodo de 100 volts para a queda de tensão do dínodo fotomultiplicador de 10 estágios.O soquete PM é removido, o CW é fabricado diretamente no fio PM e, em seguida, todo o conjunto é revestido com primer e borracha de silicone é colocada no tubo.Todos os tubos PM fornecem uma tensão de cerca de 100 VCA e 100 KHz, portanto, são necessários capacitores CW muito pequenos.A fonte de alimentação de onda senoidal 100VAC não nos trouxe problemas de ruído corona!Levamos o primeiro lote de satélites a sair da órbita terrestre.Cerca de 12 anos depois, aquela espiral em direção ao Sol passou pela Terra, fornecendo-nos mais 160 milhões de quilómetros de dados!Todos os 3 CWs ainda estão avançando.Haza!Haza!O multiplicador CW continua a existir no espaço sideral!
Tente explicar condições gerais como impedância de superfície, corona e alta tensão aos atuais fabricantes de PCBs... Sim, eles simplesmente não entendem.
Portanto, quanto maior a frequência da potência de entrada CA, melhor?Quero saber que, como os chips amplificadores de potência de estado sólido podem lidar com cargas e altas frequências muito altas, pode não ser difícil para os DIYers personalizar fontes de alimentação CA de alta frequência.
O amplificador de potência estéreo do carro funcionará muito bem.Encontre uma fonte de alimentação chaveada adequada para alimentá-lo, conecte o gerador de sinal à entrada e então você terá a saída do alto-falante.Conecte um transformador comum como reforço e adicione seu multiplicador.Transformadores comuns podem lidar com áudio, mas não seja ganancioso ao aumentar a frequência.Você obterá aquecimento por correntes parasitas e desperdício de energia.
Sempre usei um aparelho de som + laptop antigo como gerador de sinal de alta potência.Possuem sobrecarga embutida, fácil de controlar a saída, se explodir um canal, ficam de 1 a 3 peças sobressalentes, dependendo do modelo.Felizmente, dirigi tudo, desde LEDs até alto-falantes de folha/fita DIY.
Multiplicador de tensão russo de 5 milhões de volts - eu adoraria ver por mim mesmo.http://www.dailytech.com/Pictured+Drone+Survives+Flyover+of+Russias+Largest+Artificial+Lightning+Generator/article37172.htm
Meu primeiro laser HeNe (na década de 1960) usava um multiplicador de tensão em sua fonte de alimentação.É problemático iniciar o laser porque a fonte de alimentação não fornece corrente suficiente.
Isso me lembra a subestação ponte Real Genius e 'sempre verifique sua ótica'.Que bom que você pode fazer coisas com o que tem em vez de nos transformar em pipoca.
Que fofo, me lembra dos meus dias na ABB HVC.Quando vi o laboratório de testes deles pela primeira vez, minha primeira reação foi: “Nossa, eles têm bobinas de Tesla!”.É “interessante” realizar testes de descarga atmosférica/destrutivos em cabos de alta tensão (como cabos que importam/exportam eletricidade entre países).
Vi fotos de lugares assim e pensei “como é legal trabalhar lá”.Então é isso ou alguma outra coisa que é prejudicial para o matador de insetos gigante?
Muito legal, especialmente ao mover manualmente o pequeno tambor de cabo (~25 toneladas).Além disso, o corte de cabos é um pouco interessante.
(Não posso usar minhas próprias fotos devido ao acordo de confidencialidade, por isso limitei as coisas publicamente disponíveis http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/e308f3e92d9a8fc5c1257c9f00349c99/ca1a4ac2462c7494c1257960004baa6d/$FILE/cable_4794 %20% 20300dpi.jpg
A coisa laranja no fundo é a 'caixa' http://www07.abb.com/images/librariesprovider51/jobba-hos-oss/examensarbete_1183x35089f536e3c1f463c09537ff0000433538.jpg?sfvrsn=
Um 'tambor grande' http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/943ab3f8e3fbab3bc1257c7c00484f5f/$file/Dudgeon+cables.jpg
Ótima postagem, espero que uma parte seja a comparação com a bomba de carga DC-DC.É muito parecido, mas não precisa de relógio com entrada AC!Eu sei, eu sei, a Wikipedia colocou os gráficos lado a lado.
Acho que isso pode ser útil para circuitos geradores de bicicletas.Normalmente, seu gerador tem uma tensão nominal de 6 VCA, mas dependendo da velocidade, você pode obter de 5 a 7 V.Você pode facilmente retificar e alimentar o regulador linear, mas a baixa eficiência nesta aplicação será usada como a resistência do gerador, o que significa que você pisa mais forte na mesma velocidade!Portanto, a eficiência é muito útil aqui.Portanto, você deseja usar um conversor DC-DC, mas se tentar produzir uma tensão de 5 V, a queda de tensão da chave abaixadora será muito baixa.Para obter um bom desempenho, você precisa de impulso e ganho ou outras coisas, que são mais complicadas e menos eficientes do que o ganho direto.
O multiplicador de tensão mostrado aqui também é um retificador, portanto pode ser razoável usá-lo para dobrar a tensão, portanto, apenas uma simples chave redutora é necessária para obter a tensão de queda baixa.Acabei de aprender na Wikipedia que a chave '120-240' na fonte de alimentação faz exatamente isso; converte o retificador em um duplicador de tensão!
Isto é mais comumente usado para altas tensões,
mas este circuito também é útil para DIYers ao lidar com energia CA de baixa tensão!
Os duplicadores de tensão também trazem algumas ineficiências: primeiro, cada diodo cairá pelo menos 0,2 V (se você usar diodos Schottky).Além disso, na baixa frequência CA de um gerador de bicicleta típico, você precisará de um capacitor de grande capacidade para alimentar qualquer equipamento que seja mais exigente que um computador de bicicleta.
Horário da postagem: 05 de agosto de 2021
