Một số cách để cải thiện một hệ số nhân điện áp là gì?

Tôi đang làm việc trên một nguồn cung cấp năng lượng Nixie, nhưng tôi muốn cải thiện nó.

• Tôi có pin 4x9V nối tiếp với tổng số 36V được chuyển qua hệ số nhân.
• Bộ định thời 555 (TTL) đang chạy ổn định chỉ từ pin 9V đầu tiên để tạo ra sóng vuông 8,5-ish volt, 10kHz (hoặc bất kỳ tần số nào bạn muốn, tôi đoán vậy), xấp xỉ. Thuế 50%.
• 555 đầu ra ổ đĩa cổng của một N-kênh BS170 MOSFET .
• Các MOSFET cống được kết nối lên đến 36V thông qua một điện trở khoảng 1.2kΩ. Điện trở này cần phải càng thấp càng tốt để đẩy dòng điện vào:
• một hệ số nhân Cockcroft-Walton 6 tầng , tạo ra đầu ra ~ 220 VDC không tải. Thật không may, nó tụt xuống khoảng 155VDC khi được tải bởi một điện trở 47kΩ nối tiếp với ống.

Những điều tôi thích về mạch này:

• Nó hoạt động ™
• Nó có thể được xây dựng bởi những phần cực kỳ phổ biến mà tôi có khả năng có trong tay, ví dụ:
• Nó không yêu cầu cuộn cảm.
• Nó không yêu cầu IC chuyên dụng như bộ chuyển đổi tăng cường.
• Nó chỉ yêu cầu các tụ điện và điốt có xếp hạng điện áp để xử lý từng giai đoạn chứ không phải toàn bộ shebang.
• Nó gặp sự cố Multisim.

Những điều tôi không thích ở mạch này:

• Điện áp đầu ra tụt xuống ~ 155VDC chỉ dưới tải ~ 600μA.
• Tôi quá ngu ngốc khi nghĩ ra một cách tốt hơn để chuyển 36V qua hệ số nhân:
• Trong khi đầu ra bộ đếm thời gian 555 cao, tôi lãng phí hơn 1W trên điện trở cống chỉ để lái hệ số nhân.
• Điện áp đầu vào số nhân bị cản trở bởi điện trở cống.

Làm thế nào tôi có thể:

• thực hiện các cải tiến có thể cho phép ~ 10mA có nguồn gốc với sản lượng cung cấp giảm dưới 40V?

Tôi đã thử:

• Thay thế phần trình điều khiển MOSFET bằng một cái gì đó như thế này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Tôi đã nướng khá nhiều bóng bán dẫn thử biến tần này. Như được hiển thị, các cổng của biến tần được kéo lên đến 36V bằng điện trở 10kΩ. Có thể là thời gian sạc cổng là những gì đã phá hủy các bóng bán dẫn?

EDIT: Tôi mới nhận ra rằng xếp hạng tối đa cho điện áp nguồn cổng trên cả hai FET biến tần là ± 20V. Điều đó sẽ giải thích tại sao họ chiên. Hmm, có lẽ thay vì 10kΩ, tôi có thể tạo một bộ chia điện áp để lái riêng từng cổng?

• đọc bài viết Wikipedia về các phương pháp cải tiến:

Vì những lý do này, hệ số nhân CW với số lượng lớn các giai đoạn chỉ được sử dụng khi yêu cầu dòng điện đầu ra tương đối thấp. Những hiệu ứng này có thể được bù một phần bằng cách tăng điện dung ở các tầng thấp hơn, bằng cách tăng tần số của nguồn điện đầu vào và bằng cách sử dụng nguồn điện xoay chiều có dạng sóng vuông hoặc tam giác.

• nghiên cứu các thiết kế cung cấp năng lượng phổ biến khác của Nixie, chẳng hạn như những thiết kế này .

Tôi nghi ngờ rằng việc chuyển đổi 36V qua hệ số nhân hiệu quả hơn sẽ giúp cải thiện hiệu suất.

EDIT / TÓM TẮT: Chuyển đổi 36V qua hệ số nhân hiệu quả hơn đã đi một chặng đường dài để cải thiện hiệu suất. Như nhiều người đề xuất, một cái gì đó gọi là "đẩy-kéo" là một sửa chữa nhanh chóng ở đây. Một biến tần CMOS với các cổng được điều khiển riêng làm cho bơm sạc hiệu quả hơn nhiều:

Nguồn cung hiện ở mức ~ 216VDC khi được nạp hai ống, một cải tiến rất lớn:

Bạn cần phải bỏ Rd từ sơ đồ đầu tiên của bạn, và sử dụng đầu ra kéo đẩy trở kháng thấp như trong sơ đồ thứ hai của bạn. Tuy nhiên, như bạn nói chính xác, 36v sẽ nướng các cổng của 20v VSS FET. Có vài máy bay phản lực có Vgsmax lớn hơn 20v và không có kiến ​​thức nào với hơn 30v.

Trong số các tùy chọn là sử dụng

a) Bộ chuyển đổi mức phù hợp để điều khiển các cổng FET, các bipologists nhỏ sẽ hoạt động tốt ở đây
b) một biến áp ổ đĩa cổng (mặc dù thường chỉ được sử dụng cho các ứng dụng năng lượng cao hơn)
c) khoảng 18v ổ đĩa kéo từ hai pin, nhưng trong đẩy kéo, như thế này ...

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Tôi đã minh họa 4 giai đoạn ở đây, việc mở rộng sang nhiều giai đoạn là rõ ràng.

Bây giờ, tôi đã không kết nối các tụ điện trên. Có hai lựa chọn

a) Cockcroft Walton stylee, nơi bạn bị giới hạn bởi điện áp tối đa. Tại đây, bạn sẽ kết nối C5 với ngã ba D1 / D2. Điều này cho phép điện áp thấp trên mỗi tụ điện, nhưng dẫn đến trở kháng đầu ra cao. Còn được gọi là thác Villard, mặc dù được phát minh bởi Greinacher.

b) Dickson sạc kiểu dáng, dẫn đến trở kháng đầu ra thấp hơn nhiều. C5 kết nối trở lại đầu cuối được điều khiển của C2. Điều này có nghĩa là C5 cần xếp hạng điện áp cao hơn, nhưng nếu bạn có thể có được nắp với mức điện áp phù hợp với giá rẻ, 250v hoặc thậm chí 400v thường có sẵn, thì cấu hình này có dòng điện áp thấp hơn nhiều với dòng điện.

$R_D$$\gg 36V$

Nhưng hãy chắc chắn rằng

• $V_{DS,max}$
• $I_{D,max}$

36 V trên cổng sẽ phá hủy các thiết bị. Bạn cần tìm các mạch lái xe MOSFET thích hợp.

Xếp hạng tuyệt đối tối đa cho điện áp cổng BS170: $|V_{GSS}| < 20~V$.

Cách đơn giản nhất để khắc phục mạch sẽ là sử dụng giai đoạn kéo đẩy bóng bán dẫn. Các điện trở kéo lên$R_1$sẽ chỉ phải nhỏ hơn một chút. Nói$3.3 ~k\Omega$?

là một hệ số nhân điện áp, đầu ra hiện tại của nó có liên quan nghịch với đầu ra điện áp của nó. Vì vậy, để tăng sản lượng hiện tại, bạn có hai lựa chọn, mà không cần bước ra khỏi cấu trúc liên kết:

1) tăng ổ đĩa hiện tại: 555 có thể cung cấp 200ma và bs170 của bạn một vài ma. bạn có thể thử một trình theo dõi phát như một bộ đệm; hoặc một tài xế chuyên dụng;

2) tăng điện áp ổ đĩa: chạy toàn bộ ở mức điện áp cao nhất có thể;

nếu tôi là bạn, tôi sẽ thử lái hệ số nhân trực tiếp với chiếc 555 trước. nếu điều đó không cung cấp đủ dòng điện, hãy nghĩ về một cách tiếp cận khác, như một công cụ chuyển đổi tăng cường.

Bạn sử dụng loại pin nào? Điện trở trong của pin 9V có thể khá cao. Tôi nghĩ rằng một chất kiềm bình thường chỉ có thể cung cấp khoảng 3 Amps vì điều đó. 36V * 3A / 220v là khoảng 500mA ở đầu ra mà không xem xét bất kỳ tổn thất nào trong mạch. Tôi nghĩ rằng sạc lại có thể hoạt động tốt hơn.