Использование старых деталей в умножителях напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В настоящее время многие популярные радиолюбительские устройства содержат в своем составе умножитель напряжения, преобразующий напряжение электрической сети 220 В в высокое напряжение 2000...4000 В. Это могут быть устройства, предназначенные для борьбы с тараканами, устройства для ионизации воздуха.

Схемы таких устройств неоднократно были опубликованы в радиолюбительской литературе, например, в [1, 2].

В устройствах из [1, 2] для изготовления высоковольтного умножителя, который является основной частью этих конструкций, используют современные малогабаритные детали, поэтому габариты этих устройств незначительны. Однако следует отметить, что практически все малогабаритные высоковольтные детали, входящие в состав высоковольтного умножителя, являются достаточно дорогостоящими.

Часто нет необходимости в изготовлении малогабаритной версии этих устройств. В этом случае для изготовления умножителя напряжения можно использовать старые радиодетали, имеющие высокое рабочее напряжение - 600, 1000, 2000 В, но и большие габариты. Это могут быть старые конденсаторы типа МБГ, старые высоковольтные диодные столбы типа D1004D1010 и им подобные радиодетали прошлого века, которые сейчас не используют в современной технике и продают на радиорынках по низким ценам. Стоимость устройств, выполненных с применением старых радиодеталей, тоже будет невысокой.

В простых умножителях высокого напряжения начальное напряжение для последующего умножения берется прямо из электрической сети 220 В. Однако в случае использования высоковольтных деталей для построения умножителей напряжения целесообразно использовать начальное напряжение умножения не из бытовой электрической сети, а повышенное в несколько раз, во столько, сколько смогут выдержать используемые высоковольтные детали. Использование повышенного входного напряжения на входе умножителя позволит сократить количество каскадов умножения и тем самым уменьшит количество используемых деталей для построения умножителя напряжения.

Наиболее просто первоначально "умножить" напряжение сети можно, используя резонансный метод, как это показано на рис.1.

Как видно из этого рисунка, резонансный умножитель напряжения представляет собой последовательный контур, имеющий резонанс в области частот 50 Гц. Следовательно, на элементах этого контура, на катушке или конденсаторе, будет повышенное напряжение. Оно будет тем выше, чем резонанс цепи будет ближе к частоте 50 Гц, которая используется в электрической сети. Однако необходимо избегать равенства частот резонанса сети и контура, так как в этом случае на элементах контура L1 и С1 будет чрезвычайно высокое напряжение, которое может привести к выходу этих элементов из строя.

В качестве катушки индуктивности L1 используют дроссель фильтра лампового телевизора или приемника. Дроссели фильтра сейчас практически нигде не применяют, и их стоимость на рынках низка. Вполне можно использовать в качестве L1 первичную обмотку малогабаритного сетевого трансформатора или анодную обмотку старого "звукового" трансформатора от лампового приемника или телевизора, или первичную обмотку ТВК. Емкость конденсатора C1 зависит от величины индуктивности L1 и желаемого первоначального напряжения на входе умножителя напряжения. Емкость конденсатора целесообразно подбирать экспериментально, начиная с небольших значений, например с 0,1 мкФ. Резонансную частоту контура необходимо установить выше частоты электрической сети 50 Гц. Это скажется благоприятно на условиях работы катушки L1.

Для большинства дросселей фильтра, используемых в старой аппаратуре для получения резонансного напряжения в пределах 600...1000 В, емкость конденсатора С1 может находиться в пределах 0,25...2 мкФ. Конденсатор С1 должен иметь как можно большее рабочее напряжение, во всяком случае оно должно быть не менее, чем напряжение, существующее на конденсаторе во время резонанса.

Наибольшее напряжение будет на одном из элементов цепи, показанной на рис.1, причем на том элементе, который имеет более высокое сопротивление переменному току 50 Гц. В нашем случае, когда резонансная частота контура выше частоты сети, это будет конденсатор. На конденсаторе будет более высокое напряжение, чем на катушке индуктивности это важное условие для надежной и долговременной работы этого элемента.

Как уже отмечалось, вполне реально получение напряжения на конденсаторе С1 в пределах 600...1000 В. Это позволит в схеме из [1] использовать не учетверитель, а удвоитель напряжения. Простой удвоитель напряжения показан на рис.2.

В схеме из [2] вместо умножения сетевого напряжения на 8 можно использовать утроение напряжения, существующего на конденсаторе C1 (см. рис.1). Простой утроитель напряжения показан на рис.3.

В некоторых случаях целесообразно использовать схему учетверения напряжения, которая показана на рис.4.

Естественно, при конструировании подобных умножителей нельзя забывать, что они должны быть подключены к источнику высокого напряжения через токоограничивающие резисторы сопротивлением не менее 1 МОм. Это условие необходимо соблюдать для безопасности работы с высоковольтными источниками напряжения.

Но не всегда умножение напряжения сети на элементах резонансной цепи является оптимальным решением. Иногда ситуация бывает иная. В распоряжении радиолюбителя есть много диодов и конденсаторов, которые имеют сравнительно низкое рабочее напряжение 200...300 В. В этом случае умножитель напряжения, собранный с их использованием, нельзя напрямую подключить к электрической сети 220 В. Ведь переменное напряжение электрической сети 220 В в пике при этом будет достигать 310 В! А это уже приведет к выходу из строя радиодеталей, используемых в этом умножителе напряжения!

В данном случае рационально использовать другой вариант: снизить напряжение на входе умножителя, но при этом увеличив количество умножающих цепочек. Напряжение на входе умножителя можно понизить, подключив этот умножитель напряжения к электрической сети через конденсаторный делитель напряжения, как это показано на рис.5. При этом соотношения емкостей, следовательно, и их реактивного сопротивления будут определять выходное напряжение на выходе делителя.

Конечно, при увеличении числа умножающих цепочек габариты устройства возрастут. Но это может быть оправдано дешевизной используемых компонентов.

При построении умножителей напряжения следует помнить, что не рекомендуется соединять последовательно диоды и конденсаторы для увеличения их рабочего напряжения, поскольку надежность такой цепочки будет невелика. Надежнее для конструкции умножителя напряжения пойти по пути наращивания каскадов умножения.

Литература:

1. Таракан, таракан, тараканище//Левша. - 1991. - №9. - С.20.
2. Белецкий. П. Умножитель - ионизатор воздуха//Радиолюбитель. - 1995. №10.- С.17.

Автор: И. Григоров

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Жидкий кальциевый нитрат для овощеводства 07.06.2026

Хозяйство Solbergs Gartneri, расположенное в Веттре, Норвегия, выращивает огурцы на площади 12 500 м2. В текущем сезоне оно полностью заменило традиционный водорастворимый кальциевый нитрат на продукт, производимый компанией N2 Applied из воздуха, воды и возобновляемой электроэнергии. Первые испытания нового удобрения начались еще в конце прошлого сезона в небольшом объеме, после чего хозяйство приняло решение о полном переходе. Технология N2 Applied основана на использовании плазмы для получения азотной кислоты из атмосферного воздуха и воды, которую затем превращают в жидкий кальциевый нитрат. Этот формат особенно удобен для систем фертигации. Важным преимуществом является отсутствие аммония в составе, что дает агрономам больше возможностей для точной корректировки питания растений. Владелец хозяйства Кристиан Солберг отметил, что теперь они могут более гибко реагировать на изменения pH в субстрате, снижая или увеличивая внесение аммония по необходимости. Одним из главных мотив ...>>

Игровой монитор MSI MPG OLED 322URDX36 07.06.2026

Компания MSI представила монитор MPG OLED 322URDX36, который стал первым в мире 31,5-дюймовым монитором с технологией Triple Mode. Эта инновация позволяет пользователю одним нажатием переключаться между тремя режимами: 4K (3840x2160) при 360 Гц для максимальной детализации и кинематографичности, 2K/QHD (2560x1440) при 520 Гц для оптимального баланса качества и плавности, а также Full HD (1920x1080) при впечатляющих 680 Гц - идеальном варианте для динамичных киберспортивных дисциплин. Такая гибкость открывает новые возможности для игроков разного уровня. Монитор построен на базе панели QD-OLED пятого поколения с технологией Penta Tandem и субпиксельной структурой RGB Stripe. Это решение устраняет традиционные проблемы OLED-дисплеев, такие как цветовая окантовка и снижение четкости текста. Благодаря усовершенствованной структуре изображения становятся более естественными и приятными для глаз даже при длительных игровых сессиях. Среди ключевых достоинств модели - поддержка VESA D ...>>

Дифузное покрытие для теплиц 06.06.2026

В тепличном овощеводстве и ягодоводстве управление светом играет ключевую роль в повышении урожайности и качества продукции. Растения особенно активно используют красную и синюю части спектра для фотосинтеза, в то время как зеленый свет в значительной степени отражается. Французская компания Ondex разработала инновационное решение, которое позволяет эффективнее использовать доступный солнечный свет без дополнительных затрат на досветку. Французский производитель Ondex вывел на рынок диффузное тепличное покрытие OptiRed DIFFU100. Этот материал смещает часть зеленого спектра в красный, усиливая фотосинтетическую активность растений. В 2026 году начались масштабные производственные испытания покрытия в юго-западной Франции на экспериментальной станции Invenio-FL. Исследования проводятся на ремонтантной землянике, выращиваемой на гидропонике с марта по июль, и на перце, посаженном в почву с середины мая по октябрь. По замыслу разработчиков, увеличение доли красного света должно спосо ...>>

Случайная новость из Архива LMZ10501 - DC/DC наномодуль с током нагрузки до 1 А 11.06.2015 Компания Texas Instruments для простоты использования и монтажа модернизировала корпус миниатюрного модуля синхронного понижающего DC-DC регулятора LMZ10501 - представителя семейства SIMPLE SWITCHER. Теперь LMZ10501 выпускается только в корпусе SIL, размерами 3,0х2,6х1,2 мм - в данном корпусе кристалл монтируется под индуктивность, тем самым обеспечивается лучший теплоотвод за счет передачи тепла на PCB и уменьшается риск повреждения самого модуля при монтаже. Несмотря на малые размеры, LMZ10501 обладает отличными характеристиками: малый уровень выходных пульсаций, малый уровень EMI и высокий КПД. Регулятор прост в использовании и для обеспечения базовой функциональности достаточно трех конденсаторов и двух резисторов. Преобразование напряжения в регуляторе происходит с помощью ШИМ. Выбранная частота встроенного ШИМ генератора (2 МГц) позволяет добиться баланса между малым уровнем пульсаций и высоким КПД. Кроме этого, использование в преобразователе экранированной индуктивности в сочетании с используемым корпусом и возможностью размещения внешних входных/выходных конденсаторов близко к корпусу позволяют достичь малых уровней электромагнитного излучения (EMI) и соответствие стандарту CISPR22 класс B без использования дополнительных фильтров. Также в модуле реализованы дополнительные функции, упрощающие его использование в устройстве. Для защиты преобразователя в случае избыточной токовой нагрузки в модуль встроен блок ограничения пикового ток через встроенные силовые ключи. Встроенный блок плавного пуска позволяет избежать больших стартовых токов и всплесков напряжения по выходу при подаче напряжения питания. Основная область применения представленных наномодулей - приложения, чувствительные к занимаемой площади, с входными уровнями напряжений 3,3 и 5 В с выходным током до 1 А. К таким применениям возможно отнести устройства тестирования и измерения, устройства промышленной автоматизации и т.п. Основные характеристики: Максимальный ток: до 1 A; Диапазон входного напряжения: от 2,7 до 5,5 В; Диапазон выходного напряжения: от 0,6 до 3,6 В; КПД: до 95%; Встроенная индуктивность; Регулировка выходного напряжения; Частота ШИМ генератора: 2 МГц; Интегрированная компенсационная цепочка; Управление плавным стартом; Защита от превышения тока; Температурная защита; Блокировка питания при пониженном входном напряжении (UVLO); Малый корпус 8-LLP (3,0х2,6х1,2 мм).

Другие интересные новости:

▪ Новые 14-амперные модули преобразования напряжения в корпусе EXCALIBUR

▪ NASA планирует построить на орбите ремонтную станцию

▪ Турбина с другого конца света

▪ Электронная система синхронного перевода на язык жестов глухонемых

▪ Карманный ускоритель частиц

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Габриель Бонно де Мабли. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько крови в нашем теле? Подробный ответ

▪ статья Аденоиды. Медицинская помощь

▪ статья Ультралинейный усилитель класса А. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Марийские пословицы и поговорки. Большая подборка

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026