Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Преобразователь напряжения самодельный


Изготовление простого преобразователя 12-220В, 50Гц

Изготовление простого преобразователя 12-220В, 50ГцВ данной статье вы сможете ознакомиться с детальной пошаговой инструкцией по изготовлению инвертора переменного тока на 220 В 50Гц из автомобильного аккумулятора на 12 В. Такой прибор способен выдавать мощность от 150 до 300Вт.

Схема данного устройства достаточно простая .

Данная схема работает по принципу преобразователей типа Push-Pull. Сердцем устройства будет служить плата CD-4047 работающая как задающий генератор, а также осуществляет управление полевыми транзисторами, которые работают в режиме ключей. Всего один транзистор может быть открыт, в случае если будут открыты два транзистора в одно время, то случится замыкание, в результате которого транзисторы сгорят, также это может произойти в случае неправильного управления.


Плата CD-4047 не рассчитана на высокоточное управление полевыми транзисторами, но с данным заданием справляется отлично. Также для работы устройства потребуется трансформатор из старого ИБП на 250 или 300Вт с первичной обмоткой и средней точкой подключения плюса от источника питания.
Трансформатор имеет достаточно большое количество вторичных обмоток, вам будет нужно с помощью вольтомметра измерять все отводы и найти сетевую обмотку на 220В. Нужные нам провода будут выдавать наибольшее электросопротивление приблизительно 17 Ом, лишние отводки можете удалить.
Перед тем как начать паять желательно все еще раз перепроверить. Рекомендуется выбирать транзисторы с одной партии и одинаковыми характеристиками, конденсатор часто задающей цепи иметь небольшую утечку и узкий допуск. Такие характеристики определяются тестером для транзисторов.
Так как у платы CD-4047 нет аналогов, необходимо приобрести именно ее, а вот полевые транзисторы если есть необходимость можете поменять на n-канальные с напряжением от 60В и током минимум 35А. Подходят из серии IRFZ.

Также схема может работать с использованием биполярных транзисторов на выходе, но следует учесть, что мощность устройства станет намного меньше, если сравнивать с схемой, на которой используются «полевики».


Ограничительно затворные резисторы должны обладать сопротивлением 10-100 Ом, но предпочтительнее использовать резисторы на 22-47 Ом мощность которых составляет 250 мВт.
Часто задающая цепь собирается исключительно из элементов указанных на схеме, которая имеет точные настройки на 50Гц.
Если вы правильно соберете прибор, он будет работать с первых секунд, но при первом запуске важно подстраховаться. Для этого вместо предохранителя (смотреть схему) нужно установить резистор номинал которого составляет 5-10 Ом или лампочку на 12В, для того чтоб избежать взрыва транзисторов если были допущены ошибки.
Если устройство работает стабильно, то трансформатор буде издавать звук, но ключи не будут греться. Если все работает правильно резистор (лампочку) нужно убрать, а питание подается через предохранитель.

В среднем инвертором потребляет энергии при роботе на холостых от 150 до 300 мА в зависимости, какой источник питания и тип трансформатора.

Затем нужно замерить выдаваемое напряжение, на выходе должно быть около 210-260В, это считается нормальным показателем, поскольку инвертор не имеет стабилизации. Далее нужно проверить устройство, под нагрузкой подключив лампочку на 60 Ватт и дать поработать 10-15 секунд, ключи за это время немного нагреются, так как на них нет теплоотводов. Ключи должны греться равномерно, в случае не равномерного нагрева, нужно искать, где допущены ошибки.

Снабжаем инвертор функцией Remote Control


Главный плюсовой провод следует подключить к средней точке трансформатора, но чтобы устройство начало работать, к плате нужно подключить слаботочный плюс. Благодаря этому запустится генератор импульсов.
Пару предложений про монтаж. Все устанавливается в корпус блока питания для компьютеров, транзисторы следует установить на раздельные радиаторы.
Если будет установлен общий теплоотвод, обязательно изолируйте корпус транзисторов от радиатора. Кулер подключается к шине на 12В.
Одним из существенных недостатков данного инвертора считается отсутствие защиты от замыкания и если оно произойдет, то все транзисторы сгорят. Для того чтоб этого не допустить, на выходе обязательно нужно установить предохранитель на 1А.
Для запуска инвертора используется кнопка не большой мощности, через которую будет подаваться плюс на плату. Силовые шины трансформатора следует закрепить прямо к радиаторам транзисторов.
Если подключить к выходу преобразователя энергометр, то на нем сможете увидеть, что исходящая частота и напряжение в рамках допустимого. Если у вас получилась значение больше или меньше 50Гц ее нужно настроить, используя многооборотный переменный резистор, он установлен на плате.
Без нагрузки устройство издает достаточно сильный шум, который с нагрузкой существенно уменьшается, это считается нормой.
Получившееся устройство не стабилизировано, но практически все бытовые приборы могут работать с напряжением 90-280В. В случае если на выходе у вас получается больше 300В необходимо на выход в дополнение к основной нагрузке подключать лампочку на 25Вт, чтобы снизить напряжений до необходимого предела.
К инвертору автор не рекомендует подключать асинхронные двигатели.
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

3 Объяснение схем преобразователя частоты в напряжение

Как следует из названия, преобразователи частоты в напряжение - это устройства, которые преобразуют входную переменную частоту в соответствующие уровни выходного напряжения.

Здесь мы изучаем три простых, но продвинутых проекта с использованием IC 4151, IC VFC32 и IC LM2907.

1) Использование IC 4151

Эта схема преобразователя частоты напряжения, использующая IC 4151, характеризуется высокой степенью линейности преобразования. При указанных значениях частей коэффициент преобразования схемы может быть около 1 В / кГц.

Когда на входе используется напряжение постоянного тока с частотой 0 Гц, на выходе генерируется соответствующее напряжение 0 В. Коэффициент преобразования на выходе никогда не зависит от рабочего цикла входной квадратной средней частоты.

Но, если на входе применяется частота синусоидальной волны, в этой ситуации сигнал должен быть пропущен через триггер Шмитта перед подачей его на вход IC 4151.

Если вас интересует другой коэффициент преобразования, вы можете рассчитать его по следующей формуле:

В (выход) / f (вход) = R3 x R7 x C2 / 0.486 (R4 + P1) x [В / Гц]

T1 = 1,1 x R3 x C2

Цепь может быть даже подключена к выходу преобразователя напряжения в частоту и использоваться как способ отправки сигналов постоянного тока по удлиненному кабелю подключение без проблем с сопротивлением кабеля, ослабляющим сигнал.

2) Использование конфигурации VFC32

В предыдущем посте объяснялась простая однокристальная схема преобразователя напряжения в частоту с использованием микросхемы VFC32, здесь мы узнаем, как ту же микросхему можно использовать для достижения частоты, противоположной схеме преобразователя напряжения.

На рисунке ниже изображена другая стандартная конфигурация VFC32, которая позволяет ему работать как схема преобразователя частоты в напряжение.

Входной каскад, образованный емкостной цепью C3, R6 и R7, обеспечивает совместимость входа компаратора со всеми логическими триггерами 5 В. Компаратор, в свою очередь, переключает связанный одноразовый каскад на каждом спадающем фронте подаваемых входных импульсов частоты.

Принципиальная схема

Пороговое значение входного задания, установленное для компаратора детектора, составляет около –0.7В. В случае, когда входные частоты может быть ниже, чем 5 В, потенциал делитель R6 / R7, может быть соответствующим образом скорректированы для изменения опорного уровня и для обеспечения надлежащего обнаружения входов низких частот уровня на операционных усилителях.

Как показано на графике в предыдущей статье, значение C1 может быть выбрано в зависимости от полного диапазона триггеров частотного входа.

C2 отвечает за фильтрацию и сглаживание формы волны выходного напряжения, большие значения C2 помогают добиться лучшего контроля над пульсациями напряжения на сгенерированном выходе, но отклик медленный на быстро меняющиеся входные частоты, тогда как меньшие значения C2 вызывают плохую фильтрацию но предлагают быстрый отклик и настройку с быстро меняющимися входными частотами.

Значение

R1 можно настроить для достижения настраиваемого диапазона выходного напряжения полного отклонения относительно заданного диапазона входной частоты полного диапазона.

Как работает схема преобразователя частоты в напряжение

Основная работа предлагаемой схемы преобразователя частоты в напряжение основана на теории заряда и баланса. Частота входного сигнала вычисляется так, чтобы соответствовать выражению V) (in) / R1, и это значение обрабатывается соответствующим операционным усилителем IC посредством интегрирования с помощью C2.Результат этого интегрирования приводит к падению выходного напряжения интегрирования рампы.

Пока происходит вышеупомянутое, срабатывает следующий каскад однократного включения, соединяя опорный ток 1 мА со входом интегратора в ходе одноразового режима.

Это, в свою очередь, переворачивает характеристику линейного изменения выходного сигнала и заставляет его подниматься вверх, это продолжается, пока включен однократный режим, и как только его период истекает, линейное изменение снова вынуждено изменить свое направление и заставляет вернуться к нисходящий падающий узор.

Расчет частоты

Вышеупомянутый процесс колебательного отклика обеспечивает устойчивый баланс заряда (средний ток) между током входного сигнала и опорным током, который решается с помощью следующего уравнения:

I (дюйм) = IR (средн. )
В (вход) / R1 = fo tos
(1 мА)
Где fo - частота на выходе, t - период однократного импульса = 7500 C1 (Frarads)

Значения R1 и C1 выбраны соответствующим образом, чтобы в результате рабочий цикл составляет 25% в полном диапазоне выходной частоты.Для FSD, который может быть выше 200 кГц, рекомендуемые значения будут генерировать около 50% рабочего цикла.

Рекомендации по применению:

Наилучшей областью применения для описанной выше схемы преобразователя частоты в напряжение является то, где требуется преобразование частотных данных в данные напряжения.

Например, эту схему можно использовать в тахометрах, а также для измерения скоростей двигателей в диапазонах напряжения.

Таким образом, эту схему можно использовать для изготовления простых спидометров для двухколесных транспортных средств, включая велосипеды и т. Д.

Обсуждаемую ИС можно также использовать для создания простых, недорогих, но точных частотомеров в домашних условиях, используя вольтметры для считывания выходного преобразования.

3) Использование микросхемы LM2917

Это еще одна отличная серия микросхем, которую можно использовать для множества различных схем. По сути, это микросхема преобразователя частоты в напряжение (тахометр) со множеством интересных функций. Узнаем больше.

Основные электрические характеристики

Основные характеристики микросхем LM2907 и LM2917 подчеркнуты следующим образом:

  • Входной вывод тахометра, связанный с землей, можно напрямую сделать совместимым со всеми видами магнитных датчиков с различным сопротивлением.
  • Выходной вывод связан с внутренним транзистором общего коллектора, который может потреблять до 50 мА. Это может управлять даже реле или соленоидом напрямую без внешних буферных транзисторов, светодиоды и лампы также могут быть интегрированы с выходом, в том числе и, конечно, могут быть подключены к входам CMOS.
  • Чип может удваивать низкие частоты пульсации.
  • Входы тахометра имеют встроенный гистерезис.
  • Вход тахометра с заземлением полностью защищен от колебаний входной частоты, превышающих напряжение питания ИС или отрицательного потенциала ниже нуля.

Детали распиновки различных доступных корпусов микросхем LM2907 и LM2917 можно увидеть на следующих изображениях:

Основные области применения этой микросхемы:

  • Измерение скорости: его можно использовать для определения частота вращения или скорость движущегося элемента
  • Преобразователи частоты: для преобразования частоты в линейно изменяющуюся разность потенциалов
  • Датчики касания на основе вибрации

Автомобильная промышленность

Чип становится особенно полезным в автомобильной области, как указано ниже :

  • Спидометры: В транспортных средствах для измерения скорости
  • Измерители выдержки в точке прерывания: Также приложение для измерения параметров двигателя транспортного средства.
  • Handy Tachometer: чип можно использовать для изготовления портативных тахометров.
  • Контроллеры скорости: Устройство может применяться в устройствах контроля скорости или регулирования скорости.
  • Другие интересные применения LM2907 / LM2917 IC включают: круиз-контроль, управление замками автомобильных дверей, управление сцеплением, управление звуковым сигналом.

Абсолютные максимальные номинальные значения

(то есть номиналы, которые нельзя превышать, для ИС)

  1. Напряжение питания = 28 В
  2. Ток питания = 25 мА
  3. Напряжение коллектора внутреннего транзистора = 28 В
  4. Дифференциальный тахометр входное напряжение = 28 В
  5. Диапазон входного напряжения = +/- 28 В
  6. Рассеиваемая мощность = от 1200 до 1500 мВт

Другие электрические параметры

Прирост напряжения = 200 В / мВ

Выходной ток стока = от 40 до 50 мА

Отличительные особенности и преимущества этой микросхемы

  1. Выход не реагирует на нулевые частоты и выдает нулевое напряжение на выходе.
  2. Выходное напряжение можно просто рассчитать по формуле: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
  3. Простая RC-цепь определяет функцию удвоения частоты IC.
  4. Встроенный стабилитрон обеспечивает регулируемое и стабилизированное преобразование частоты в напряжение или ток (только в LM2917)

Типичная схема подключения микросхемы LM2907 / LM2917 показана ниже:

Для получения дополнительной информации, Вы можете обратиться к этой статье

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

3 лучшие схемы светодиодных ламп, которые вы можете сделать дома

В этом сообщении подробно объясняется, как построить 3 простых светодиодных лампы, используя несколько светодиодов последовательно и запитав их через цепь емкостного источника питания

ОБНОВЛЕНИЕ :

После выполнения Проведя много исследований в области дешевых светодиодных ламп, я наконец смог придумать универсальную дешевую, но надежную схему, которая обеспечивает безотказную безопасность светодиодной серии без использования дорогостоящей топологии SMPS. Вот окончательный вариант дизайна для всех вас:

Универсальный дизайн, разработанный Swagatam

Вам просто нужно отрегулировать потенциометр, чтобы установить выход в соответствии с общим прямым падением струны серии светодиодов.

Это означает, что если полное напряжение серии светодиодов составляет, скажем, 3,3 В x 50 шт. = 165 В, то отрегулируйте потенциометр, чтобы получить этот выходной уровень, а затем подключите его к цепочке светодиодов.

Это немедленно включит светодиоды на полную яркость и с полной защитой от перенапряжения и перегрузки по току или импульсных токов.

R2 можно рассчитать по формуле: 0,6 / Максимальный предел тока светодиода

Зачем нужны светодиоды

  • Светодиоды внедряются в огромных количествах сегодня для всего, что может включать освещение и освещение.
  • Белые светодиоды стали особенно популярными благодаря своим миниатюрным размерам, впечатляющим возможностям освещения и высокой эффективности с точки зрения энергопотребления. В одном из своих предыдущих постов я обсуждал, как сделать суперпростую схему светодиодной трубки, здесь концепция очень похожа, но продукт немного отличается своими характеристиками.
  • Здесь мы обсуждаем создание простой светодиодной лампы. СХЕМА. Под словом «лампочка» мы подразумеваем форму блока, и его фитинги будут похожи на форму обычной лампы накаливания, но на самом деле весь корпус «лампочка» будет состоять из дискретных светодиодов, установленных рядами над цилиндрическим корпусом.
  • Цилиндрический корпус обеспечивает правильное и равномерное распределение создаваемого освещения по всем 360 градусам, так что все помещение одинаково освещено. На изображении ниже показано, как установить светодиоды на предлагаемом корпусе.

Схема светодиодной лампы, описанная здесь, очень проста в сборке, а схема очень надежна и долговечна.

Интеллектуальная функция защиты от перенапряжения, включенная в схему, обеспечивает идеальное экранирование устройства от всех скачков напряжения при включенном электропитании.

Как работает схема

  1. На схеме показана одна длинная серия светодиодов, соединенных один за другим, чтобы сформировать длинную цепочку светодиодов.
  2. Чтобы быть точным, мы видим, что в основном было использовано 40 светодиодов, которые подключены последовательно. На самом деле, для входа 220 В вы, вероятно, могли бы включить около 90 светодиодов последовательно, а для входа 120 В будет достаточно около 45.
  3. Эти цифры получены делением выпрямленного 310 В постоянного тока (от 220 В переменного тока) на прямое напряжение светодиода.
  4. Следовательно, 310 / 3,3 = 93 числа, а для входов 120 В рассчитывается как 150 / 3,3 = 45 чисел. Помните, что по мере того, как мы сокращаем количество светодиодов ниже этих цифр, риск выброса при включении увеличивается пропорционально, и наоборот.
  5. Схема источника питания, используемая для питания этого массива, получена из высоковольтного конденсатора, значение реактивного сопротивления которого оптимизировано для понижения входного высокого тока до более низкого тока, подходящего для схемы.
  6. Два резистора и конденсатор на плюсовом источнике питания расположены для подавления начального скачка мощности при включении и других колебаний во время колебаний напряжения.Фактически, реальная коррекция помпажа выполняется C2, введенным после моста (между R2 и R3).
  7. Все мгновенные скачки напряжения эффективно поглощаются этим конденсатором, обеспечивая чистое и безопасное напряжение для встроенных светодиодов на следующем этапе схемы.

ВНИМАНИЕ: ЦЕПЬ, ПОКАЗАННАЯ НИЖЕ, НЕ ОТКЛЮЧЕНА ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ПОЭТОМУ ОПАСНО ПРИКАСАТЬСЯ В ПОЛОЖЕНИИ ПИТАНИЯ.

Принципиальная схема # 1

Список деталей
  • R1 = 1M 1/4 Вт
  • R2, R3 = 100 Ом 1 Вт,
  • C1 = 474/400 В или 0.5 мкФ / 400 В PPC
  • C2, C3 = 4,7 мкФ / 250 В
  • D1 --- D4 = 1N4007
  • Все светодиоды = белый 5-миллиметровый вход типа соломенной шляпы = 220/120 В сеть ...

Вышеупомянутый дизайн отсутствует подлинная функция защиты от перенапряжения и, следовательно, может быть серьезно подвержена повреждению в долгосрочной перспективе .... для защиты и гарантии конструкции от всех видов перенапряжения и переходных процессов

Светодиоды в описанной выше схеме светодиодной лампы также могут быть защищены и их срок службы увеличен за счет добавления стабилитрона к линиям питания, как показано на следующем рисунке.

Показанное значение стабилитрона составляет 310 В / 2 Вт и подходит, если светодиодная лампа включает от 93 до 96 В. Для другого меньшего количества светодиодных цепочек просто уменьшите значение стабилитрона в соответствии с расчетом общего прямого напряжения цепочки светодиодов.

Например, если используется цепочка из 50 светодиодов, умножьте 50 на прямое падение каждого светодиода, равное 3,3 В, что дает 50 x 3,3 = 165 В, поэтому стабилитрон 170 В будет хорошо защищать светодиод от любого вида скачков напряжения или колебания .... и так далее

Видеоклип, показывающий схему светодиодной схемы с использованием 108 светодиодов (две последовательно соединенные последовательно цепочки из 54 светодиодов)

Светодиодная лампа высокой мощности с использованием светодиодов мощностью 1 Вт и конденсатора

Простая светодиодная лампа высокой мощности может быть построена с использованием 3 или 4 светодиодов мощностью 1 Вт последовательно, хотя светодиоды будут работать только с 30% -ной мощностью, тем не менее, освещение будет поразительно высоким по сравнению с обычными светодиодами 20 мА / 5 мм, как показано ниже.

Более того, вам не потребуется радиатор для светодиодов, так как они работают только на 30% своей фактической мощности.

Аналогичным образом, объединив 90 шт. Светодиодов мощностью 1 Вт в вышеуказанной конструкции, вы можете получить яркую и высокоэффективную лампу мощностью 25 Вт.

Вы можете подумать, что получение 25 Вт от 90 светодиодов «неэффективно», но на самом деле это не так.

Потому что эти 90nos светодиодов мощностью 1 Вт будут работать при меньшем токе на 70% и, следовательно, при нулевом уровне нагрузки, что позволит им прослужить почти вечно.

Далее они могли бы комфортно работать без радиатора, так что вся конструкция могла быть сконфигурирована в очень компактный блок.

Отсутствие радиатора также означает минимум усилий и времени, затрачиваемых на строительство. Таким образом, все эти преимущества в конечном итоге делают этот 25-ваттный светодиод более эффективным и экономичным по сравнению с традиционным подходом.

Принципиальная схема № 2

Регулировка напряжения с контролем перенапряжения

Если вам требуется улучшенная или подтвержденная система контроля перенапряжения и регулирования напряжения для светодиодной лампы, то с указанной выше 3-ваттной светодиодной конструкцией можно применить следующий шунтирующий регулятор:

Видеоклип:

В приведенных выше видеороликах я намеренно мигал светодиодами, подергивая провод питания, просто чтобы убедиться, что цепь на 100% защищена от перенапряжения.

Цепь полупроводниковой светодиодной лампы с регулятором яркости с использованием ИС IRS2530D

Здесь объясняется простая, но эффективная схема бестрансформаторного твердотельного контроллера светодиодов с использованием единственной полной мостовой схемы драйвера IRS2530D.


Настоятельно рекомендуется: простой, высоконадежный неизолированный драйвер светодиодов - не пропустите, полностью протестирован


Введение

Обычно схемы управления светодиодами основаны на принципах понижающего повышения или обратного хода, когда схема сконфигурирован для создания постоянного постоянного тока для освещения серии светодиодов.

Вышеупомянутые системы управления светодиодами имеют свои недостатки и положительные стороны, в которых диапазон рабочего напряжения и количество светодиодов на выходе определяют эффективность схемы.

Другие факторы, например, включены ли светодиоды в параллельном или последовательном соединении, а также должны ли они быть затемнены или нет, также влияют на приведенные выше типологии.

Эти соображения делают эти схемы управления светодиодами довольно рискованными и сложными. Схема, описанная здесь, использует другой подход и полагается на резонансный режим применения.

Хотя схема не обеспечивает прямой развязки от входного переменного тока, она позволяет управлять многими светодиодами с током до 750 мА. Процесс мягкого переключения, включенный в схему, обеспечивает большую эффективность устройства.

Как работает контроллер светодиодов

В основном бестрансформаторная схема управления светодиодами построена на основе ИС управления диммером люминесцентных ламп IRS2530D. На принципиальной схеме показано, как ИС была подключена и как ее выход был изменен для управления светодиодами вместо обычной люминесцентной лампы.

Обычный этап предварительного нагрева, необходимый для лампового освещения, использовал резонансный резервуар, который теперь эффективно заменен LC-схемой, подходящей для управления светодиодами. Так как ток на выходе является переменным током, необходимость в мостовом выпрямителе на выходе стала обязательной. ; это гарантирует, что ток непрерывно проходит через светодиоды во время каждого цикла переключения частоты.

Измерение переменного тока осуществляется резистором RCS, размещенным поперек общего провода и нижней части выпрямителя.Это обеспечивает мгновенное измерение переменного тока амплитуды выпрямленного тока светодиода. Вывод DIM ИС получает указанное выше измерение переменного тока через резистор RFB и конденсатор CFB.

Это позволяет контуру управления диммером ИС отслеживать амплитуду тока светодиода и регулировать ее, мгновенно изменяя частоту схемы переключения полумоста, так что напряжение на светодиодах поддерживает правильное среднеквадратичное значение.

Контур диммера также помогает поддерживать постоянный ток светодиода независимо от напряжения в сети, тока нагрузки и изменений температуры.Независимо от того, подключен ли один светодиод или группа последовательно, параметры светодиода всегда правильно поддерживаются IC.

В качестве альтернативы конфигурация может также использоваться в качестве сильноточной бестрансформаторной цепи питания.

Схема № 3

.Самодельный умножитель напряжения

DIY - RMCybernetics

Использование умножителя напряжения - отличный способ сделать источник постоянного тока высокого напряжения. Генерация высокого напряжения из легко доступных компонентов очень легко.

На этой странице содержится информация о том, где купить компоненты и как их подключить. Он также дает подробную информацию об источниках мини-источников питания высокого напряжения (инверторах), которые работают от батарей.

ВНИМАНИЕ: Устройство с очень высоким напряжением!

Вы можете увидеть, что статическое электричество высокого напряжения от этого устройства делает с куском односторонней оконной пленки в разделе экспериментов с сильным разрядом.Есть микроскопические изображения последствий и видеоклип взрывного действия!

Для повышения эффективности умножитель напряжения должен питаться от источника, уже имеющего относительно высокое напряжение. Доступны различные источники высокого напряжения с питанием от небольших батарей. Многие осветительные устройства содержат инверторы для питания электронных ламп, таких как люминесцентные лампы, лампы с холодным катодом и плазменные шары. Эти типы устройств обычно работают от 12 В постоянного тока и могут выдавать напряжение до 20 кВ переменного тока.

Источник питания с миниатюрной лампой с холодным катодом - ~ 1кВ

БП Plasma Globe - ~ 15кВ

Конденсаторы и диоды, необходимые для умножителя, можно приобрести в нашем магазине.

Конденсаторы и диоды могут быть расположены по-разному. Полуволновой метод является самым простым, поскольку требует меньшего количества компонентов, но двухполупериодная схема будет работать лучше. Если вы просто хотите, чтобы он заработал как можно скорее, вам подойдет полуволновой метод.На схемах ниже показано, как должны быть расположены компоненты.

Приведенная выше схема выводит положительное напряжение постоянного тока относительно земли (GND). Если требуется отрицательный выход, полярность диодов должна быть обратной. вы можете узнать больше о том, как работает умножитель напряжения, посетив страницу умножителя напряжения.

Для безопасности и повышения производительности умножитель напряжения должен быть помещен в защитный кожух, такой как труба из ПВХ, заполненная маслом.Изображение слева показывает два выступающих винта, используемых для подключения входа переменного тока, а другое изображение показывает полированную монету, используемую для выхода высокого напряжения. Используя полиморф для герметизации концов трубы, ее можно заполнить маслом, чтобы предотвратить утечку коронным разрядом из внутренних соединений. Более надежным методом было бы заполнение трубы эпоксидной смолой, но это может оказаться трудным при компактном расположении компонентов.

Примеры экспериментов
Самодельный умножитель напряжения идеально подходит для питания двигателя EHD (также известного как Lifter).EHDT может быть изготовлен только из алюминиевой фольги, палочек и тонкой проволоки. Чтобы узнать, как это сделать, см. Страницу «Электрогидродинамическое подруливающее устройство».

Используя спрей для морозильной камеры (используется водопроводчиками), вы можете выращивать кристаллы льда на выходе HV с интересными результатами.

Более простые эксперименты со статическим электричеством см. В разделе «Эксперименты»

. .Проблема падения напряжения инвертора

- как решить

Всякий раз, когда в инверторе используется ШИМ для включения синусоидального выхода, падение напряжения инвертора становится серьезной проблемой, особенно если параметры рассчитываются неправильно.

На этом веб-сайте вы могли встретить множество концепций синусоидальных и чистых синусоидальных инверторов, использующих ШИМ-каналы или интеграцию SPWM. Хотя эта концепция работает очень хорошо и позволяет пользователю получить требуемые выходные сигналы, эквивалентные синусоиде, они, похоже, борются с проблемами падения выходного напряжения под нагрузкой.

В этой статье мы узнаем, как исправить это с помощью простого понимания и расчетов.

Сначала мы должны понять, что выходная мощность инвертора - это просто произведение входного напряжения и тока, подаваемого на трансформатор.

Поэтому здесь мы должны убедиться, что трансформатор правильно рассчитан для обработки входного питания, чтобы он давал желаемый выходной сигнал и мог выдерживать нагрузку без каких-либо падений.

Из следующего обсуждения мы попытаемся проанализировать с помощью простых вычислений метод, позволяющий избавиться от этой проблемы, правильно настроив параметры.

Анализ выходного напряжения в преобразователях прямоугольной формы

В схеме преобразователя прямоугольной формы мы обычно находим форму волны, показанную ниже, на силовых устройствах, которые подают ток и напряжение на соответствующую обмотку трансформатора в соответствии со скоростью проводимости МОП-транзистора, используя это прямоугольная волна:

Здесь мы можем видеть, что пиковое напряжение составляет 12 В, а рабочий цикл составляет 50% (равное времени включения / выключения сигнала).

Чтобы продолжить анализ, сначала необходимо найти среднее напряжение, индуцированное на соответствующей обмотке трансформатора.

Предположим, что мы используем центральный отвод 12-0-12 В / 5 ампер, и предполагая, что к одной из обмоток 12 В приложено напряжение 12 В при 50% рабочем цикле, тогда мощность, индуцированная внутри этой обмотки, может быть рассчитана следующим образом:

12 x 50% = 6 В

Это становится средним напряжением на затворах силовых устройств, которые соответственно приводят в действие обмотку трафарета с такой же скоростью.

Для двух половин обмотки трафарета мы получаем 6В + 6В = 12В (объединяя обе половинки трафо центрального отвода.

Умножение этого 12 В на полную мощность тока 5 А дает нам 60 Вт

Теперь, поскольку фактическая мощность трансформатора также составляет 12 x 5 = 60 Вт, это означает, что мощность, индуцированная в первичной обмотке, заполнена, и, следовательно, выход также будет заполнен, позволяя выходу работать без падения напряжения под нагрузкой.

Эти 60 Вт равны фактической мощности трансформатора, то есть 12 В x 5 А = 60 Вт. поэтому выход из трафарета работает с максимальной силой и не снижает выходное напряжение, даже когда подключена максимальная нагрузка 60 Вт.

Анализ выходного напряжения инвертора на основе ШИМ

Теперь предположим, что мы применяем прерывание ШИМ на воротах силовых МОП-транзисторов, скажем, со скоростью 50% рабочего цикла на воротах МОП-транзисторов (которые уже используются работает с 50% -ным рабочим циклом от основного генератора, как обсуждалось выше)

Это снова означает, что на ранее рассчитанное среднее значение 6 В теперь дополнительно влияет эта подача ШИМ с 50% -ным рабочим циклом, что снижает среднее значение напряжения на затворах mosfet к:

6 В x 50% = 3 В (хотя пик все еще составляет 12 В)

Объединяя это среднее значение 3 В для обеих половин обмотки, мы получаем

3 + 3 = 6 В

Умножение этого 6 В на 5 ампер дает нам 30 Вт.

Ну, это на 50% меньше, чем рассчитан трансформатор.

Следовательно, при измерении на выходе, хотя выход может показывать полные 310 В (из-за пиков 12 В), но под нагрузкой это может быстро упасть до 150 В, так как среднее напряжение на первичной обмотке на 50% меньше номинального значения. .

Чтобы исправить эту проблему, мы должны решить два параметра одновременно:

1) Мы должны убедиться, что обмотка трансформатора соответствует среднему значению напряжения, подаваемому источником с помощью прерывания PWM,

2) и току обмотка должна быть соответственно указана так, чтобы выходной переменный ток не падал под нагрузкой.

Давайте рассмотрим наш вышеупомянутый пример, где введение 50% ШИМ привело к уменьшению входного сигнала на обмотке до 3 В, чтобы усилить и решить эту ситуацию, мы должны убедиться, что обмотка трафарета должна иметь соответствующий номинал на 3 В. Следовательно, в этой ситуации трансформатор должен быть рассчитан на 3-0-3 В

Токовые характеристики трансформатора

С учетом вышеупомянутого выбора схемы 3-0-3 В, а также с учетом того, что выходная мощность от сети предназначена для работы с мощностью 60 Вт. нагрузка и постоянное 220 В, нам может потребоваться, чтобы первичная обмотка трактора была рассчитана на 60/3 = 20 ампер, да, это 20 ампер, которые потребуются трафарету, чтобы гарантировать, что 220 В будет поддерживаться при полной нагрузке 60 Вт. прилагается к выходу.

Помните, что в такой ситуации, если выходное напряжение измеряется без нагрузки, можно увидеть аномальное увеличение значения выходного напряжения, которое может превышать 600 В. Это может произойти, потому что, хотя среднее значение, наведенное на МОП-транзисторы, составляет 3 В, пиковое значение всегда составляет 12 В.

Но не о чем беспокоиться, если вы случайно увидите это высокое напряжение без нагрузки, потому что оно быстро упадет до 220 В, как только будет подключена нагрузка.

Сказав это, если пользователям неприятно видеть такой повышенный уровень напряжения без нагрузки, это можно исправить, дополнительно применив схему регулятора выходного напряжения, которую я уже обсуждал в одном из своих предыдущих постов, вы можете эффективно применить то же самое. с этой концепцией тоже.

В качестве альтернативы, повышенное напряжение можно нейтрализовать, подключив к выходу конденсатор 0,45 мкФ / 600 В или любой конденсатор аналогичного номинала, который также поможет отфильтровать ШИМ в плавно меняющуюся синусоидальную форму.

Проблема с высоким током

В рассмотренном выше примере мы увидели, что при 50% -ном прерывании ШИМ мы вынуждены использовать схему 3-0-3 В для источника питания 12 В, заставляя пользователя выбирать ток 20 А. Трансформатор просто получить 60 Вт, что выглядит совершенно неразумно.

Если 3V требует 20 ампер для получения 60 ватт, это означает, что 6V потребует 10 ампер для выработки 60 ватт, и это значение выглядит вполне управляемым ....... или, чтобы сделать его еще лучше, 9V позволит вам работать с трафаретом 6,66 А, что выглядит еще более разумно.

Приведенное выше утверждение говорит нам, что если средняя индукция напряжения на обмотке трафарета увеличивается, требования по току уменьшаются, а поскольку среднее напряжение зависит от времени включения ШИМ, просто подразумевается, что для достижения более высоких средних напряжений на трафарете Во-первых, вам просто нужно слишком увеличить время включения ШИМ, это еще один альтернативный и эффективный способ правильно усилить проблему падения выходного напряжения в инверторах на основе ШИМ.

Если у вас есть какие-либо конкретные вопросы или сомнения относительно темы, вы всегда можете воспользоваться полем для комментариев ниже и записать свое мнение.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Смотрите также