Импульсный преобразователь энергии

[Alex_688]

Прошу специалистов помочь с решением задачи:
Имеется преобразователь, который заряжает конденсатор 1,0 мкф до 400 вольт за некоторое время, т.е накапливает энергию в 0,08Дж.
Необходимо передать эту энергию через трансформатор в другой конденсатор, емкостью 0,047мкф, за 100…200 нан!!! зарядив напряжением в 1800 вольт.
Если возможно, нужна схема выходного каскада и расчет трансформатора. Управление MOSFET.

[Arena]

учитывая скорость перезаряда для данных емкостей плюс задержка на эдс индукции трансформатора плюс время на коммутацию полевиком(то-же какая то величина) то пока я не вижу как уложиться в данное время 200 наносекунд. Может все-таки микросекунд?
поподробнее пожалуйста.
Или это курсовая?

[Alex_688]

Нет, не курсовая.... я с ними уже давным давно закончил
А по поводу 200 нан - верно. И то 200 - это предел.. лучше бы около 100 нан. В принципе, мне бы подошел и коммутатор на 2-3kV, но найти такие не реально, поэтому и есть вариант зарядить конденсатор более низким напряжением (на которое реально найти ключи), но большей емкости, и передать его энергию через повышающий трансформатор в меньшую емкость, зарядив ее до нужного напряжения. К сожалению допустимое время за которое необходимо зарядить конденсатор высоким как раз и ограничено 200 нанами. а на время зарядки накопительного ("низковольтного") ограничений нет.

[Инквизитор]

Тут mosfet не очень подойдет, нужен разрядник.

[Alex_688]

Разрядник не подойдет. Это не управляемый элемент.
Наилучший вариант - формирователь мощного, короткого и высоковольтного импульса на прямом ходу повышающего трансформатора.

[Инквизитор]

Бывают управляемые разрядники.

[Arena]

Видел в старой советской книжке схему формирователя высоковольтных наносекундных импульсов. В общих чертах: цепочка транзисторов работающих в режиме лавинного пробоя которые "срабатывают" при достижении на входе высокого напряжения нужного номинала. Колоколообразный импульс 20 наносекунд. Можно попробовать коммутировать на трансформатор.

[Инквизитор]

Для этого нужны специальные транзисторы, с обычными выйдет фигня. Плюс ко всему здесь мощность приличная передается. P=Q/t =0.08/200*10^-9=400кВт. Ой... только разрядник...

[vizzy]

Видел в старой советской книжке схему формирователя высоковольтных наносекундных импульсов. В общих чертах: цепочка транзисторов работающих в режиме лавинного пробоя которые "срабатывают" при достижении на входе высокого напряжения нужного номинала. Колоколообразный импульс 20 наносекунд. Можно попробовать коммутировать на трансформатор.

В журнале "Схемотехника" год так за 2004-2005 была схема генератора наносекундных помех на водородном тиратроне. Водородный тиратрон автора темы определенно спасет.

[krulfa]

Есть весьма занятная книжка - Е.А. Мелешко "Быстродействующая импульсная электроника", ФИЗМАТЛИТ, Москва 2007. Там описано много интересных практических решений.

---------- Добавлено в 21:55 ---------- Предыдущее сообщение в 21:52 ----------

400 кВт... Ой... только разрядник...

Ну да, на 1000А много транзисторов понадобится. Хотя и конденсатор, наверное, тоже не одна штука.

[Инквизитор]

Тут самое главное обеспечить минимальную индуктивность монтажа, иначе в ней все эти наносекунды завязнут. Трансформатор тоже нужен очень непростой

[Alex]

лучше бы около 100 нан. В принципе, мне бы подошел и коммутатор на 2-3kV, но найти такие не реально,

Да полно. Gas Arrestor, он же "разрядник". На прошлой работе я использовал 0.8кв и 3кв Эпкосовские (только надо брать коммутационные а не для защиты телекоммуникаций).

Разрядник не подойдет. Это не управляемый элемент.

Он управляется приложенным к нему напряжением.

Наилучший вариант - формирователь мощного, короткого и высоковольтного импульса на прямом ходу повышающего трансформатора.

вот примерно это я и делал - газористор (3кв) формировал импульс в первичке, со вторички снимался импульс 25кв. для меньших напряжения использовали 0.8кв разрядник, или иногда динистор/тиристор.

[Vertual]

мне кажется есть смысл посмотреть в сторону активных емкостных преобразователей. входную емкость разделить на 4 х 0,25мкф на 400 вольт, а в момент Х перекомутировать ключевой матрицей последовательно. может и удастся вложиться в единицы - десятки нан без перетекания 400квт - 1Мвт энергии. может в природе существуют кварцевые преобразователи под подходящие требования.

о, нашел как это называется "генератор Маркса", на тригатронах, за 5 наносекунд хоть 200 мегавольт из 400 вольт все от бюджета зависит.

[Станислафф]

можно ли с помощью этого "переключаемого конденсатора" воровать эл энергию?

(вопрос со множеством подтекстов)

[теоретизирующий практик]

Вакуумные приёмноусилительные лампы в импульсном режиме делают удивительной мощности импульсы. За счёт накопления электронов в толще катодного покрытия импульсные токи могут достигать сотен ампер без разрушения катода. Помножте это на 5 Кв анодного напряжения для 6п45с и может что-то придумаете. Для меня оч. давно проходила эта информация. Покопайте интернет по этой теме. Припоминаю, что были даже ПУЛ с индексом И.

С уважением Анатолий

[al2sav]

Вот что значит забыли журнал "Приборы и техника эксперимента", там такие схемы публиковали еще в 70-ые годы... В библиотеках технических ВУЗов обязан быть, существует в России (и перевод полный в США) до сих пор.

[теоретизирующий практик]

В природе существуют импульсные лампы-вспышки, например ИФК-2000 разряжает ёмкость 16 000мкф за 4 мс (2000дж за 4 мс - 500 квт в импульсе) , напряжение самопробоя 2,2 Кв. рабочее напряжение 500В.
После разряда конденсатора и погасания дуги (скорее искры) на конденсаторе остаётся не более 50 В. (сам проверял). И запускаются легко. Подберите подходящую ёмкость и напряжение буферного конденсатора, и через такую лампу и интересующий Вас конденсатор попробуйте зарядить его с требуемой скоростью. Полагаю что не вся энергия импульса уйдёт на процесс вспышки, а при таких мощностях Вам и не много надо. Изделия типа управляемых водородных разрядников конечно круче, но когда вы узнаете их цену, охота с эксперементированием с этими изделиями может сильно поубавиться.