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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Utilizzo di parti vecchie nei moltiplicatori di tensione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Attualmente, molti popolari dispositivi radioamatoriali contengono un moltiplicatore di tensione che converte la tensione della rete elettrica a 220 V in un'alta tensione di 2000...4000 V. Questi possono essere dispositivi progettati per combattere gli scarafaggi, dispositivi per la ionizzazione dell'aria. Schemi di tali dispositivi sono stati più volte pubblicati nella letteratura radioamatoriale, ad esempio in [1, 2]. Nei dispositivi di [1, 2] per la produzione di un moltiplicatore ad alta tensione, che è la parte principale di questi progetti, vengono utilizzate parti moderne di piccole dimensioni, quindi le dimensioni di questi dispositivi sono insignificanti. Tuttavia, va notato che quasi tutte le parti ad alta tensione di piccole dimensioni incluse nel moltiplicatore ad alta tensione sono piuttosto costose. Spesso non è necessario produrre una versione di piccole dimensioni di questi dispositivi. In questo caso, per realizzare un moltiplicatore di tensione, è possibile utilizzare vecchi componenti radio che hanno un'elevata tensione operativa - 600, 1000, 2000 V, ma anche grandi dimensioni. Potrebbero essere vecchi condensatori come MBG, vecchie colonne di diodi ad alta tensione come D1004D1010 e componenti radio simili del secolo scorso, che ora non vengono utilizzati nella tecnologia moderna e vengono venduti sui mercati radiofonici a prezzi bassi. Anche il costo dei dispositivi realizzati con vecchi componenti radio sarà basso. Nei semplici moltiplicatori ad alta tensione, la tensione iniziale per la successiva moltiplicazione viene prelevata direttamente dalla rete elettrica a 220 V. Tuttavia, nel caso in cui si utilizzino parti ad alta tensione per costruire moltiplicatori di tensione, è consigliabile utilizzare la tensione di moltiplicazione iniziale non da la rete elettrica domestica, ma aumentata più volte, per quanto possibile, resistere alle parti ad alta tensione utilizzate. L'uso di una tensione di ingresso maggiore all'ingresso del moltiplicatore ridurrà il numero di stadi di moltiplicazione e quindi ridurrà il numero di parti utilizzate per costruire un moltiplicatore di tensione. Il modo più semplice per “moltiplicare” inizialmente la tensione di rete è utilizzare il metodo risonante, come mostrato in Fig. 1.
Come si può vedere da questa figura, il moltiplicatore di tensione risonante è un circuito in serie che ha risonanza nella regione di frequenza di 50 Hz. Di conseguenza, ci sarà un aumento della tensione sugli elementi di questo circuito, sulla bobina o sul condensatore. Sarà tanto più alto quanto più la risonanza del circuito è vicina alla frequenza di 50 Hz, utilizzata nella rete elettrica. Tuttavia, è necessario evitare l'uguaglianza delle frequenze di risonanza della rete e del circuito, poiché in questo caso sugli elementi del circuito L1 e C1 ci sarà una tensione estremamente elevata, che può portare al guasto di questi elementi. L'induttanza del filtro di un televisore o ricevitore a tubo viene utilizzata come induttore L1. Le induttanze con filtro ormai non vengono quasi mai utilizzate da nessuna parte e il loro costo sui mercati è basso. È del tutto possibile utilizzare come L1 l'avvolgimento primario di un trasformatore di rete di piccole dimensioni, o l'avvolgimento anodico di un vecchio trasformatore “audio” da un ricevitore a tubo o TV, o l'avvolgimento primario di un TVC. La capacità del condensatore C1 dipende dal valore dell'induttanza L1 e dalla tensione iniziale desiderata all'ingresso del moltiplicatore di tensione. Si consiglia di selezionare sperimentalmente la capacità del condensatore, partendo da valori piccoli, ad esempio da 0,1 μF. La frequenza di risonanza del circuito deve essere impostata al di sopra della frequenza di rete di 50 Hz. Ciò avrà un effetto benefico sulle condizioni operative della bobina L1. Per la maggior parte delle induttanze di filtro utilizzate nelle vecchie apparecchiature per ottenere una tensione di risonanza compresa tra 600 e 1000 V, la capacità del condensatore C1 può essere compresa tra 0,25 e 2 µF. Il condensatore C1 dovrebbe avere la massima tensione operativa possibile, in ogni caso non dovrebbe essere inferiore alla tensione esistente sul condensatore durante la risonanza. La tensione più alta sarà su uno degli elementi del circuito mostrato in Fig. 1 e sull'elemento che ha una resistenza maggiore alla corrente alternata di 50 Hz. Nel nostro caso, quando la frequenza di risonanza del circuito è superiore alla frequenza di rete, si tratterà di un condensatore. Il condensatore avrà una tensione maggiore rispetto all'induttore; questa è una condizione importante per il funzionamento affidabile e a lungo termine di questo elemento. Come già notato, è del tutto possibile ottenere una tensione sul condensatore C1 nell'intervallo 600...1000 V. Ciò consentirà al circuito di [1] di utilizzare non un quadruplatore, ma un duplicatore di tensione. Un semplice duplicatore di tensione è mostrato in Fig. 2.
Nel circuito da [2], invece di moltiplicare la tensione di rete per 8, è possibile triplicare la tensione esistente sul condensatore C1 (vedi Fig. 1). Un semplice triplicatore di tensione è mostrato in Fig. 3.
In alcuni casi, è consigliabile utilizzare un circuito di quadruplicazione della tensione, mostrato in Fig. 4.
Naturalmente, quando si progettano tali moltiplicatori, non bisogna dimenticare che devono essere collegati a una sorgente di alta tensione tramite resistori limitatori di corrente con una resistenza di almeno 1 MOhm. Questa condizione deve essere rispettata per lavorare in sicurezza con sorgenti di tensione ad alta tensione. Ma moltiplicare la tensione di rete tra gli elementi del circuito risonante non è sempre la soluzione ottimale. A volte la situazione è diversa. Un radioamatore ha a sua disposizione molti diodi e condensatori che hanno una tensione operativa relativamente bassa di 200...300 V. In questo caso, un moltiplicatore di tensione assemblato utilizzandoli non può essere collegato direttamente a una rete elettrica a 220 V. Dopotutto, la tensione alternata della rete elettrica è di 220 V. il picco raggiungerà i 310 V! E questo porterà al guasto dei componenti radio utilizzati in questo moltiplicatore di tensione! In questo caso, è razionale utilizzare un'altra opzione: ridurre la tensione all'ingresso del moltiplicatore, ma allo stesso tempo aumentare il numero di catene di moltiplicazione. La tensione all'ingresso del moltiplicatore può essere ridotta collegando questo moltiplicatore di tensione alla rete elettrica tramite un partitore di tensione del condensatore, come mostrato in Fig. 5. In questo caso, il rapporto tra le capacità, e quindi la loro reattanza, determinerà la tensione di uscita all'uscita del divisore.
Naturalmente, con l'aumento del numero di catene moltiplicatrici, le dimensioni del dispositivo aumenteranno. Ma ciò può essere giustificato dal basso costo dei componenti utilizzati. Quando si costruiscono moltiplicatori di tensione, è necessario ricordare che non è consigliabile collegare diodi e condensatori in serie per aumentarne la tensione operativa, poiché l'affidabilità di tale catena sarà bassa. È più sicuro progettare un moltiplicatore di tensione costruendo stadi di moltiplicazione. letteratura:
Autore: I. Grigorov
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