高電壓低電流ac製作

2015-04-25 11:18 am
我們因為實驗的需要製作高壓電1kV~2kV的交流電

因為實驗需求需要改變頻率,所以不想使用高壓變壓器(例如微波爐裡面那顆)

我們實驗室是有5kv的直流電源供應器

請問大家我該如何製作高電壓低電流的交流電呢??
更新1:

回:煙火 謝謝您的回答 我剛開始在網路上查到的是flyback transformer(反馳式變壓器 映像管裡面那顆) 我照著網路上以下的網站的電路想法做驅動(他是使用555產生方波+mosfet,我用function generator + mosfet) 的確產生了高電壓,但是波形非常地不穩定,只要改變頻率波形就會有很大的變化。 此外,驅動頻率大概在100k以上。 http://www.instructables.com/id/Audio-modulated-flyback-transformer-driver/?ALLSTEPS 謝謝您的回答

更新2:

在使用反馳式變壓器失敗後,我想說是否是可以製作震盪電路,例如Armstrong oscillator http://en.wikipedia.org/wiki/Armstrong_oscillator (我想只要改成power transistor 應該就能加上高電壓吧?) 不過我遇到了另一個問題,在維基本百科圖中要如何把L1 和L2,couple起來? 我昨天使用swg 25 的漆包線,繞U形鐵粉芯上面,L1 和 L2 分別繞了40圈,並輸入12V。 但是我看示波器完全沒有反應,為何會這樣? 我自己不是電子電路專科的,所以很多都是網路上查的 還請大家多多指正

更新3:

此外 這是我們要做的實驗的參考資料 https://www.tu-chemnitz.de/physik/ION/Publications/jon97.pdf http://ac.els-cdn.com/S1044030502007006/1-s2.0-S1044030502007006-main.pdf?_tid=9 簡單來說,就是使用交流電加上直流電(bias) 施加在4根金屬棒上,藉此產生困住粒子的電場

更新4:

很謝謝 阿明 和 煙火的回答 如果我改以Hartley oscillator 並以1k左右的電壓驅動,然後將mosfet 與電容改為高壓的 是否就能產生可調變頻率的sin wave? 我想以震盪電路方向思考,但是網路上有好多款,我不知道哪種才能最符合我的需求 可以指出明確一點的方向(例如某個電路的好壞,或是實作的困難性等等) 煙火所說的交換式電源,可以給個網站參考一下嗎,我有點看不懂.. 另外,請問磁鐵芯是只能用在高頻(100K以上)還是在高頻的狀況下是最好的材料? 因為我手上只有U形磁鐵芯,想知道他在一些小於1K的情況下是不是比較不適合? 感謝你們的幫助!!

更新5:

謝謝 阿明 和 煙火的補充回答 我查一下資料,不過關於很多類的放大器我都不太太懂.. 要接一些震盪電路也不知道為什麼一直失敗,就算改變極性也是一樣沒有起震QAQ 因此我想到說我之前有用mosfet (irf460) 接高壓power supply 產生出震幅 250V 左右的方波,我想如果我使用被動元件(電容+可變電阻),接成低通濾波器,然後依照比例計算RC值,將方波變為SIN波。我知道這很麻煩,如果改變頻率就需要重新調整RC值,但是實作起來感覺比較簡單。這樣只要買更高壓一點的MOS就可以達到我們要的電壓。 請問可行性怎麼樣呢??

更新6:

當然如果最後還是失敗的話,我就只好去買微波爐裡面的那顆變壓器(大概到2KV),跟我們做相同實驗的組別就是直接拆微波爐。不過這樣的頻率參數就只能限制在60hz了...。 很謝謝你們的回答和補充,可以請問一下,像這方面的知識,設計電路&實驗等等有沒有甚麼推薦的參考書,或者課程(電子學??),我們系上是有開電子學實驗,但是聽說教的都很簡單...

回答 (3)

2015-04-25 6:55 pm
✔ 最佳答案
製作一般小型高壓電1kV~2kV的交流電並不困難。

如要有指定某段頻率的調整、正弘波型要求、穩壓、限流就是較為複雜。

小型高壓電1kV~2kV的交流電路,通常可以用一、兩只晶體管用自激振蕩加上高頻鐵粉心的升壓變壓器完成,如電蚊拍的。

也可以先做一個指定頻率或可變頻率的振蕩器,輸出點再放大後推動開關管,並接入高頻鐵粉心的升壓變壓器以完成整個電路,這也許是你要的實驗電路。

網上都很多參考資料的。



2015-04-25 21:03:27 補充:
啊明的意見發表,甚對,詳細清淅,己回答了你的補充。
解釋不起振原因,偏壓假設設置正確,是反激線圈相位不對,把其中一組線圈頭尾對掉便會起振。

2015-04-25 21:16:40 補充:
若要有穩定的高壓輸出,必須在高壓端取樣回輸到振蕩級,控制驅動的振幅。
在這建議你参考開関式電源的工作環路,一粒IC 巳有全部功能,只要在鐵粉芯的高頻變壓器加繞幾百圈就是了。現在很流行的隨身充,由4.2V提升至5.2V都用這只 IC。

2015-04-26 10:21:15 補充:
引用阿明的補充,這是唯一取得可變頻率正弘輸出的方法:
要輸出可變頻率的正弦波,用RC正弦波可調頻率振盪,振盪訊號在經過一B類推挽線性不失真的功率放大,或D類功率放大,輸出的功率正弦波經變壓器升壓。
磁鐵芯只能用在高頻,小於1K的情況下要使用鐵心。
交換式電源的集成電路很多,如高級舊款的 TL494,精簡新品 34063,在網上搜上面號碼就有超多介紹,但都不可能輸出正弘波。

2015-04-26 10:37:53 補充:
磁鐵芯、理解為鐵粉心。
鐵心,EI 鐵片組成。
2015-04-26 4:20 am
使用555產生方波(要用脈波)+mosfet,這應該是比較簡易製作穩定的線路(跟Armstrong oscillator比),改變頻率波形當然會有變化,因為反馳式變壓器的線圈電感及內部的線圈重疊漆包線會產生分佈電容 ,也就是反馳變壓器的本身電感線圈和它內部線圈分佈電容會有諧振頻率,你改變555驅動方波的頻率,驅動頻率遠離或接近反馳變壓器的電感諧振頻率波形就會有變化。不過只要把線路各方面調整好,不影響你高壓輸出的穩定

2015-04-25 20:31:32 補充:
再講一些
除非很小的功率輸出,像你用電視反馳式變壓器這種功率,不要認為mos或電晶體靠本身正回授自激功率振盪會比較簡單,原因是自激振盪它的正回授量會隨負載改變,假設變壓器輸出有負載時你調好回授量,振盪強度剛好,變壓器輸出空載時正回授量過大,振盪過強可能燒毀晶體,但變壓器輸出負載較重時可能振盪不起來,要設計像哈特萊振盪器,回授量會隨負載振盪強弱自我調整,振盪強時電晶體負偏壓增加,自動降低振盪強度,反之提高偏壓使振盪強,不然負載變化容易燒毀晶體

2015-04-26 09:24:01 補充:
反馳式變壓器的電感在並聯一電容,形成一LC振盪電路可以輸出正弦波,是LC諧振讓波形變成正弦波,問題是需要改變電容的容量才能改變LC諧振頻率,輸出不同頻率的正弦波,可是大容量的高壓可變電容找不到,一定要輸出正弦波嗎?


要輸出可變頻率的正弦波,用RC正弦波可調頻率振盪,振盪訊號在經過一B類推挽線性不失真的功率放大,或D類功率放大,輸出的功率正弦波經變壓器升壓,

太陽能直流變成交流正弦波,或是馬達的變頻器,是用DSP晶片產生正弦脈波寬度調變(SPWM),經π式LC濾波去除高頻的調變輸出正弦波,很大功率需要這種方法轉換效率高

2015-04-26 12:57:37 補充:
補充一下

LC諧振的哈特萊振盪器做輸出功率正弦波,線路像古早以前做中短波段發射機的線路,發射機也是要求輸出低諧波的正弦波頻率,發射機的輸出高頻也是會放電,只要10W發射端的線拿日光燈管靠近一公尺不用接線會亮,輸出端手去碰觸不會電人,但碰觸地方皮膚會小部份的發熱燒焦,以前是買的到這種高壓可變電容,高壓可變電容體機很大可能不合你的需要,

2015-04-27 20:53:10 補充:
買一100w音響的功率放大器套件,一般音頻功率放大器的頻率響應都有20hz~20khz,自己做一個rc正弦波1khz振盪,1khz訊號經過功率放大器輸出36V電壓,然後1khz頻率電壓36V變壓器升壓2kV,用一般矽鋼片變壓器不要用鐵粉心,一般變壓器60hz線圈要重繞改1kz頻率,

變壓器的鐵粉心,導磁係數,磁飽和,適合的頻率,不是隨便都可以,需要測試一下,有些鐵粉心只適合做濾波,因為這種鐵粉心雖然它的導磁係數很高做電感q值高,但大功率時容易磁飽和,功率變壓鐵粉心需要找承受較高磁飽和,假如你改用一1khz頻率用矽鋼片變壓器,矽鋼片就沒問題都可以做功率

2015-04-27 20:54:00 補充:
補充上面

為什麼用音響的功率放大器套件,一般音頻功率放大器輸出低阻抗及高阻尼因數,變壓器有反電勢及分怖電容的諧振,低阻抗及高阻尼因數才不會被變壓器改變波形,高阻尼因數會抑制反電勢及分怖電容改變波形,假如想自己做功率放大器要輸出更高電壓的正弦波,要參考音響的功率放大器,功率部份是射極隨耦放大輸出(共集極組態),能輸出低阻抗及高阻尼因數的功率放大

2015-04-27 20:54:18 補充:
再講一些
類比線路都是一些各種基本電子電路組成,各種振盪電路,各種小訊號及功率放大,電晶體等效模型,各種濾波電路………….只要熟讀這些基本電路,可以自己設計組成各種功能的類比線路。

想實驗做出某功能電路,是用單一各種功能的基本電路組成,單一功能各種基本電路拼湊成你需要功能的電路,設計整個電路架構合理,應該能完成你要功能,失敗是那一環節出問題,那一基本單元的電路沒發揮預期效果,零件沒達要求或原先這基本單元的電路瞭解不夠,要明確瞭解那地方錯誤,實驗才有意義,像你現在的實驗電路沒達到原先預期效果,那一地方出問題你也不曉得,這種實驗是不會進步
2015-04-25 3:35 pm
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收錄日期: 2021-04-30 19:26:02
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20150425000015KK00334

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