वोल्टेज गुणक में सुधार करने के कुछ तरीके क्या हैं?

Question

मैं निक्सी बिजली आपूर्ति पर काम कर रहा हूं, लेकिन मैं इसमें सुधार करना चाहूंगा।

• मेरे पास श्रृंखला में 4x9 वी की बैटरी है जो कुल 36V के लिए एक गुणक में स्विच की जानी है।
• A (TTL) 555 टाइमर 8.5-ish वोल्ट वर्ग तरंग, 10kHz (या कोई भी आवृत्ति जो आप चाहते हैं, मुझे लगता है), लगभग उत्पन्न करने के लिए केवल पहली 9V बैटरी से ही चल रही है। 50% ड्यूटी।
• 555 आउटपुट एन-चैनल BS170 MOSFET का गेट चलाता है ।
• MOSFET नाली एक लगभग 1.2kΩ प्रतिरोधक के माध्यम से 36V करने के लिए जुड़ा हुआ है। इस प्रतिरोध को वर्तमान में धकेलने के लिए यथासंभव कम होना चाहिए:
• 6-चरण का कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन मल्टीप्लायर , जो बिना किसी भार के एक अच्छा ~ 220VDC आउटपुट तैयार करता है। दुर्भाग्य से, यह ट्यूब के साथ श्रृंखला में 47kor रोकनेवाला द्वारा लोड किए जाने पर लगभग 155VDC तक ले जाता है।

चीजें जो मुझे इस सर्किट के बारे में पसंद हैं:

• यह ™ काम करता है
• यह अत्यंत सामान्य भागों द्वारा निर्मित किया जा सकता है, जिनके हाथ में होने की संभावना है, जैसे:
• इसके लिए किसी इंडिकेटर्स की जरूरत नहीं है।
• इसके लिए किसी विशेष आईसी की आवश्यकता नहीं है जैसे कि बूस्टर कन्वर्टर्स।
• इसमें प्रत्येक चरण को संभालने के लिए वोल्टेज रेटिंग के साथ केवल कैपेसिटर और डायोड की आवश्यकता होती है, न कि पूर्ण शेबंग की।
• यह मल्टीसिम को क्रैश कर देता है।

चीजें जो मुझे इस सर्किट के बारे में पसंद नहीं हैं:

• आउटपुट वोल्टेज केवल ~ 600μA लोड के तहत ~ 155VDC तक ले जाता है।
• मैं गुणक में 36V स्विच करने के लिए एक बेहतर तरीका सोचने के लिए बहुत बेवकूफ हूं:
• जबकि 555 टाइमर आउटपुट अधिक है, मैं मल्टीप्लायर चलाने के लिए नाली अवरोधक के पार 1W से अधिक समय बर्बाद कर रहा हूं।
• गुणक इनपुट वोल्टेज नाली रोकनेवाला द्वारा बाधित है।

मैं कैसे कर सकता हूँ:

• सुधार कर सकते हैं कि आपूर्ति उत्पादन में 40V से कम ड्रॉप के साथ ~ 10mA को सक्षम किया जा सकता है?

मैंने कोशिश की है:

• MOSFET ड्राइवर सेक्शन को कुछ इस तरह से बदलना:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

मैं इस पलटनेवाला की कोशिश कर काफी कुछ ट्रांजिस्टर toasted। जैसा कि दिखाया गया है, इन्वर्टर के फाटकों को 10kates रोकनेवाला द्वारा 36V तक खींचा जाता है। क्या यह संभव है कि गेट चार्ज का समय ट्रांजिस्टर को नष्ट कर दे?

EDIT: मुझे अभी पता चला है कि दोनों इन्वर्टर FET पर गेट-सोर्स वोल्टेज के लिए अधिकतम रेटिंग V 20V है। यह समझाता है कि वे क्यों तले हुए थे। हम्म, शायद एक एकल 10kΩ के बजाय, मैं प्रत्येक गेट को अलग से चलाने के लिए वोल्टेज डिवाइडर बना सकता हूं?

• सुधार के तरीकों के बारे में विकिपीडिया लेख पढ़ना :

इन कारणों के लिए, बड़ी संख्या में चरणों वाले CW गुणक का उपयोग केवल वहीं किया जाता है, जहां अपेक्षाकृत कम आउटपुट करंट की आवश्यकता होती है। इन प्रभावों को आंशिक रूप से कम चरणों में समाई को बढ़ाकर, इनपुट पावर की आवृत्ति में वृद्धि करके और एक वर्ग या त्रिकोणीय तरंग के साथ एसी पावर स्रोत का उपयोग करके मुआवजा दिया जा सकता है।

• इन जैसे अन्य लोकप्रिय निक्सी बिजली आपूर्ति डिजाइनों का अध्ययन ।

मुझे संदेह है कि गुणक में 36V को अधिक कुशलता से स्विच करने से प्रदर्शन में सुधार की दिशा में एक लंबा रास्ता तय होगा।

संपादित करें / सारांश: 36V को गुणक में बदलकर अधिक कुशलता से प्रदर्शन को बेहतर बनाने की दिशा में एक लंबा रास्ता तय किया। जैसा कि कई लोगों ने सुझाव दिया, "पुश-पुल" नामक कुछ चीज़ यहां एक त्वरित फ़िक्स थी। अलग-अलग संचालित फाटकों के साथ एक CMOS इन्वर्टर चार्ज पंप को अधिक प्रभावी बनाता है:

दो ट्यूबों के साथ भरी जाने पर आपूर्ति अब ~ 216VDC पर भारी पड़ती है:

Comments

आप शायद अपने पुश / पुल कॉन्फिगर पर दो FET को छोटा कर रहे हैं। एक ऐसा क्षण होगा जिस पर दोनों डिवाइस चालू होंगे और इसके माध्यम से शूट होगा।

— वेस्ले ली

@WesleyLee मुझे लगता है कि मैं फाटकों पर फाटकों को उनकी अधिकतम अधिकतम दो बार रेटिंग से परे चला रहा हूं, लेकिन मुझे लगता है कि आप सही हैं भले ही यह उन वोल्टेज को संभाल सके। जैसा मैंने ओपी में कहा है, 10k & ओमेगा; रोकनेवाला बहुत धीरे-धीरे गेट को चार्ज कर सकता है, जिससे बहुत अधिक शूट-थ्रू हो सकता है।

— यांकी

वेस्ले सही है। बस गेट ड्राइव को सीमित नहीं करेगा। मान लीजिए कि वीजीएस (पर) प्रत्येक के लिए 5 वी है, जो सभी लेकिन सबसे प्राचीन एफईटी के लिए उच्च पक्ष पर है। 25V रेंज के पहले सिग्नल पर जहां दोनों FET चालू हैं। वह बहुत शॉर्ट-सर्किट है। बिजली की क्षमता के साथ इस तरह ड्राइविंग FETs को ड्राइव सिग्नल में डेड-टाइम की मात्रा की आवश्यकता होती है और यह कई से दर्जनों माइक्रो-सेकंड में जा सकता है।

— अस्मिल्डोफ

यह भी ध्यान रखें कि 2 ~ 5mA आउटपुट से ऊपर बैटरी आवश्यक चरम धाराओं का विरोध करना शुरू कर सकती है, जो अभी भी आउटपुट पर ड्रॉप अप का कारण बनेगी, क्योंकि इस तरह की बैटरी सभ्य धाराओं को संभालने में कुख्यात हैं।

— असीमल्डोफ

Answer 1

आपको अपने पहले योजनाबद्ध से Rd को हटाने की जरूरत है, और अपनी दूसरी योजना के अनुसार कम प्रतिबाधा पुश-पुल आउटपुट का उपयोग करें। हालाँकि, जैसा कि आप ठीक से कहते हैं, 36v 20v Vgs FETs के फाटकों को टोस्ट करेगा। 20v से अधिक Vgsmax के साथ कुछ फेट्स हैं, और 30v से अधिक के साथ मेरे ज्ञान में से कोई भी नहीं है।

विकल्पों में से उपयोग करना है

ए) एफईटी गेटों को नियंत्रित करने के लिए उपयुक्त स्तर के शिफ्टर्स, छोटे बाइपोलर यहां अच्छी तरह से काम करेंगे
बी) एक गेट ड्राइव ट्रांसफार्मर (हालांकि आमतौर पर केवल उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है)
ग) दो बैटरी से लगभग 18v पुश-पुल ड्राइव, लेकिन पुश में- इस तरह खींचो ...

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

मैंने यहां 4 चरणों का वर्णन किया है, अधिक चरणों का विस्तार स्पष्ट है।

अब, मैंने ऊपरी कैपेसिटर को कनेक्ट नहीं किया है। दो विकल्प हैं

ए) कॉकरोफ्ट वाल्टन स्टाइल, जहां आप अधिकतम वोल्टेज द्वारा सीमित हैं। यहाँ, आप C5 को D1 / D2 जंक्शन से जोड़ेंगे। यह प्रत्येक संधारित्र में कम वोल्टेज की अनुमति देता है, लेकिन उच्च आउटपुट प्रतिबाधा के परिणामस्वरूप होता है। इसके अलावा एक विलार्ड कैस्केड के रूप में जाना जाता है, हालांकि ग्रीनाचर द्वारा आविष्कार किया गया था।

बी) डिक्सन चार्ज पंप स्टाइल, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम आउटपुट प्रतिबाधा है। C5 C2 के संचालित अंत में वापस जोड़ता है। इसका मतलब है कि C5 को एक उच्च वोल्टेज रेटिंग की आवश्यकता है, लेकिन यदि आप सस्ते वोल्टेज रेटिंग के साथ कैप प्राप्त कर सकते हैं, तो 250v या यहां तक ​​कि 400v आमतौर पर उपलब्ध हैं, तो इस कॉन्फ़िगरेशन में वर्तमान के साथ बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप है।

Comments

एक और सुधार है जो मैंने अपने डिजाइन में उपयोग किया है जिसे मैंने योजनाबद्ध में चित्रित नहीं किया है। आपके योजनाबद्ध की तरह, मैंने जमीन से गुणक आधारित किया है, इसलिए मेरे D1 को जमीन पर ले जाया गया। यदि इसके बजाय उस बिंदु को रेल में ले जाया जाता है, तो आपको मुफ्त में पूरे अतिरिक्त रेल का आउटपुट वोल्टेज प्राप्त होता है। आउटपुट प्रतिबाधा - कॉक्रॉफ्ट वाल्टन की संख्या बढ़ जाती है, क्योंकि चरणों की संख्या, मेरे 'सभी ड्राइवर के लिए वापस कैप' कॉन्फ़िगरेशन केवल चरणों की संख्या के साथ रैखिक रूप से बढ़ जाती है, बड़ी संख्या में चरणों के लिए बड़ी बचत।

— नील_कु

उस पृष्ठ से, यह एक MOSFET पुश-पुल - talkelectronics.com/projects/MOSFET/images/PushPull_12v.gif ड्राइव करने का तरीका है । ऑडियो एम्पलीफायर संस्करण ('डायोड की श्रृंखला' के साथ?) का उपयोग करना कहीं अधिक जटिल है और अन्य आवश्यकताओं को पूरा करता है।

— नील_कु

एक कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन से, एक पल के लिए डायोड की श्रृंखला पर ध्यान केंद्रित करें। अब नीचे जमीन से कनेक्ट करें (या एक मुफ्त एक रेल लेग-अप के लिए रेल) ​​और आउटपुट के लिए शीर्ष। अब ध्यान दें कि वैकल्पिक नोड्स एंटी-फेज में संचालित होते हैं। अब प्रत्येक संधारित्र के 'संचालित' अंत को डिस्कनेक्ट करें, और उन्हें दो समूहों में वापस लाएं। अब एंटी-फेज में दो समूहों को ड्राइव करें, एंटीपेज़ ग्राउंड और एक एसी सिग्नल हो सकता है, जैसा कि मूल कॉक्रॉफ्ट-वाल्टन में है, या यह दो एंटी-फ़ेज़ एसी सिग्नल हो सकता है, जो आपको अपने रेल के लिए दो बार अधिक वोल्टेज स्विंग देता है। ।

— नील_ युके

आपको BJTs का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, आप FET का उपयोग कर सकते हैं। हालांकि, छोटे एफईटी आसानी से उड़ जाते हैं, और कई मायनों में, बीजेटी लेवल शिफ्टर्स जैसी चीजों के लिए पूर्वाग्रह करना आसान होता है। अच्छी तरह से 'डिक्सन मल्टीप्लायर' नाम खोजने के लिए, यह ठीक उसी तरह की बात है जो मेरे मन में थी।

— नील_यूके

किसी भी समय, मदद करने के लिए खुश। यह एक प्रकार की चीज है जिसका उपयोग हम एक छोटे डिकसन गुणक, दो चैनल, उच्च वोल्टेज बहुत उच्च वर्तमान ड्राइव आउटपुट, लॉजिक के साथ ड्राइव करने में आसान और छोटे के लिए करते थे। maximintegrated.com/en/products/power/power-switching/… यदि आपको यह उपयोगी लगा तो उत्तर स्वीकार करें

— Neil_UK

Answer 2

$R_D$$\gg 36V$

लेकिन यह सुनिश्चित करें

• $V_{DS,max}$
• $I_{D,max}$

Comments

मैं उन समाधानों की सराहना करता हूं जो प्रेरकों का उपयोग करते हैं, लेकिन मेरे पास कोई भी हाथ नहीं है। आपके उत्तर के लिए धन्यवाद!

— यांकी

@ यान्की: टिप: यदि आपके पास एक टूटी हुई कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप है, तो आप एक अच्छा प्रारंभकर्ता प्राप्त कर सकते हैं, जो प्लास्टिक सॉकेट में छिपे हुए इलेक्ट्रोनिक से आपके उद्देश्य के लिए एकदम सही हो सकता है (प्रारंभ करनेवाला टूटे हुए भाग नहीं होने की संभावना है); सुनिश्चित करें कि कांच की नली को न तोड़े। इंडक्शन वैल्यू शायद कुछ mH की रेंज में है। इस चित्र में दाईं ओर प्रारंभ करनेवाला देखें "3.5mH"

— दही

वह तो कमाल है। अगर मैं कभी चुटकी में हूँ तो मैं इसे ध्यान में रखूँगा। काश, मेरे अपार्टमेंट की सभी लाइटें एलईडी हैं!

— यांकी

Answer 3

गेट पर 36 वी उपकरणों को नष्ट कर देगा। आपको उचित MOSFET ड्राइविंग सर्किट खोजने की आवश्यकता है।

$|V_{GSS}| < 20~V$

$R_1$$3.3 ~k\Omega$

Comments

पुश-पुल वह है जिसके साथ मैं गया था और यह काम किया। मुझे आपका जवाब न चुनने के लिए खेद है, मैं उस व्यक्ति के साथ गया जिसने मुझे यह समझने में मदद की कि पुश-पुल क्या है, क्योंकि मैंने आज से पहले ऐसा कभी नहीं देखा। जवाब के लिए धन्यवाद।

— यांकी

@Yankee मैंने सामान्य द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के साथ पुश-पुल का सुझाव दिया, न कि MOSFETs का। (कोई समस्या नहीं :-)

— स्केव

एम्पलीफायरों से जुड़ी स्थितियों के बाहर, ऐसा क्यों है कि पुश-पुल आमतौर पर BJTs के साथ किया जाता है, और FETs नहीं? @Neil_UK ने कहा, थोड़ा विरोधाभास करते हुए, "BJTs का उपयोग करना आवश्यक नहीं है, लेकिन FETs अप्रत्याशित तरीकों से विफल हो सकते हैं, और BJT को पूर्वाग्रह करना आसान हो सकता है।" क्या कोई अन्य कारण है कि बीजेटी को एफईटी के फाटकों पर जगह देने और चार्ज हटाने के लिए प्राथमिकता दी जानी चाहिए, केवल अन्य जेटी का उपयोग करके? मुझे लगता है कि यह अजीब है कि मैंने शाब्दिक रूप से "पुश-पुल" के बारे में सीखते हुए FET के अन्य उदाहरणों का उपयोग नहीं किया है।

— यांकी

Answer 4

वोल्टेज गुणक के रूप में, इसका वर्तमान आउटपुट इसके वोल्टेज आउटपुट से विपरीत है। वर्तमान आउटपुट को बढ़ाने के लिए, आपके पास दो विकल्प हैं, बिना टोपोलॉजी को बाहर निकाले:

1) वृद्धि ड्राइव वर्तमान: 555 200 m और अपने bs170 कुछ मा प्रदान कर सकते हैं। आप एक बफर के रूप में एक emitter अनुयायी की कोशिश कर सकते हैं; या एक समर्पित ड्राइवर;

2) ड्राइव वोल्टेज को बढ़ाएं: जितना हो सके उतनी पूरी मात्रा में वोल्टेज को चलाएं;

अगर मैं तुम थे, मैं 555 पहले के साथ सीधे गुणक ड्राइविंग की कोशिश करेंगे। यदि वह पर्याप्त करंट नहीं पहुँचाता है, तो एक अलग दृष्टिकोण के बारे में सोचें, जैसे एक स्टेप-अप कनवर्टर।

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555 से सीधे गुणक को चलाना पहली चीज थी जिसे मैंने आजमाया। मुद्दा 555 की वर्तमान आउटपुट क्षमता नहीं थी, लेकिन अधिकतम आउटपुट वोल्टेज था। मुझे मल्टीप्लायर में कई चरणों की आवश्यकता थी और कभी भी 200 वी तक नहीं पहुंचा। वोल्टेज लगभग 15 वीं स्टेज के बाद वापस जाने लगा।

— यांकी

Answer 5

आप किस प्रकार की बैटरी का उपयोग करते हैं? 9V की बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध काफी अधिक हो सकता है। मुझे लगता है कि एक सामान्य क्षारीय केवल 3 एम्प्स के कारण प्रदान कर सकता है। 36V * 3A / 220V सर्किट में किसी भी नुकसान पर विचार किए बिना आउटपुट पर लगभग 500mA है। मुझे लगता है कि रिचार्जेबल बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं।

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ये सिर्फ मिल 9 वी की बैटरी से चलते हैं। सामान्य उपयोग के मामलों के लिए जो एक चिंता का विषय हो सकता है, लेकिन मेरे विशिष्ट मामले में मैं गुणक के अंत से 20mA से बहुत कम आरेखण कर रहा हूं।

— यांकी