Jump to content

    

Какой феррит выбрать для высокочастотного и высоковольтного трансформатора?

Добрый день,

 

надо бы технологично и быстро сделать сейчас несколько (и надеюсь, потом много) высоковольтных и высоковольтных трансформаторов. Питание входное - 24В или около этого. Выходные токи - 10-50мкА, выходное напряжение регулируемое, в идеале, 10КВ максимум (для начала 5КВольт), и 100В минимум. Причем надо два вида аппаратуры:

1. после трансформатора напряжение выпрямляется (диодные мосты и умножители лучше больше 100КГц не рассматривать),

2. в трансформаторе выходное напряжение используется как есть, но переменное должно быть в диапазоне частот 1-50МГц.

 

Про первый вид - хотя бы понятно как сделать не технологично - берем огромный тор, мотаем в один слой самым тонким проводом вторичку и в несколько оборотов лентой первичку, подключаем на полумост через конденсатор и, регулируя частотой меняем выходное напряжение.

 

Вот со вторым случаем - совсем запутался... Во-первых, не хочу тор, ибо совсем не технологично. Смотрю на такой материал и сердечник:

https://www.ferroxcube.com/en-global/products_ferroxcube/stepTwo/emi?s_sel=170&series_sel=2568&material_sel=4B1&material=&part=

(палка длиной 245мм и диаметром 10мм) вроде в один слой намотать на нем тысячу витков не проблема. Основная проблема - как зациклить магнитопровод, ведь это только палка! Понимаю, что можно напильничком - но вроде совсем не технологично...

 

Скажите, пожалуйста, есть ли в природе недорогие комплекты ферритов, чтобы из них можно было бы составить кольцевой магнитопровод (ведь есть силовые ETD-core, U-I-core, и аналогичное), и чтобы такое чудо состояло из удобных палок, как я привел по ссылке выше, и чтобы материал работал бы на 1-50МГц?

 

Спасибо!

 

ИИВ

Share this post


Link to post
Share on other sites

50 МГц 10 кВ? Реактивный ток хотя бы 1 пФ паразитов считали? Не говоря о 1000 витках.

Share this post


Link to post
Share on other sites

У меня, честно говоря, существенно меньше одного пикофарада паразиты получаются, смотрите, длина витка 3см, расстояние между проводами 0.12мм (да я так мотать умею), ширина провода те же самые 0.12мм, тогда паразитная емкость 0.05пФ, вроде так?

 

Теперь, если ее заряжать и разряжать за каждый такт, 5e-14(паразитная емкость на витке)*10(вольты)*10(вольты)/2 * 1000(витков) * 100е6(столько раз в секунду, 50МГц - два раза за такт) = 250миливатт получается, вроде не много, греться не должна :)

 

С учетом скин эффекта, сопротивление провода на 50МГц будет 10Ом на метр, при длине витка 3см, имеем 300Ом, многовато конечно, но даже если 1мА побежит, то меньше миливатта на резистивном рассеется.

 

 

Скажите, пожалуйста, я что-то не учел?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, iiv said:

У меня, честно говоря, существенно меньше одного пикофарада паразиты получаются, смотрите, длина витка 3см, расстояние между проводами 0.12мм (да я так мотать умею), ширина провода те же самые 0.12мм, тогда паразитная емкость 0.05пФ, вроде так?

 

Приветствую! Понятия о паразитных ёмкостях - это всего лишь приближение к очень загадочной реальности. В данном случае это приближение даёт ошибку на большие порядки. На таких частотах катушки следует рассматривать как СВЧ волноводы, которые расчёту поддаются с большим трудом.

 

Пробуйте загонять катушку на четверть волны на 50 МГц по типу теселки, может быть что и выгорит (в хорошем смысле :) ).

Есть ещё вариант раскачивать на лампах синус и подавать на трансформатор с малом количеством витков (1-5 вит в первичке.) и малым коэффициентом преобразования (2...5 раз).

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 hours ago, iiv said:

2. в трансформаторе выходное напряжение используется как есть, но переменное должно быть в диапазоне частот 1-50МГц.

 А как есть? Особенно с учётом фразы про 100кГц для диодов (что разумно). Попробуйте выражаться яснее. Схема вашего агрегата сильно секретна? 

Одно можно сказать, что огромный тор из палок (и известно чего) и 1000 витков -  это точно не про 50 МГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Благодарю, jartsev и Yuri7751 за советы!

6 hours ago, jartsev said:

Пробуйте загонять катушку на четверть волны на 50 МГц по типу теселки, может быть что и выгорит (в хорошем смысле :) ).

спасибо, ага, именно так и надобно, мне через этот трансформатор надо от полупериода, до 5 периодов на 50МГц прогнать. Там ничего военного нет. Токи - думаю, что даже существенно меньше 50мкА, что я написал, но лучше подстраховаться и иметь те самые 50мкА.

 

С лампой - не хотелось бы, от нее как раз хочется отказаться, там сейчас пробно тиратрон стоит, но у него нет возможности выключиться, а мне надо несколько периодов туда загнать.

2 hours ago, Yuri7751 said:

 А как есть? Особенно с учётом фразы про 100кГц для диодов (что разумно). Попробуйте выражаться яснее. Схема вашего агрегата сильно секретна?  

да обычный тлеющий разряд на высокой частоте делаю, вот и без выпрямления. То есть схема проста до безобразия - пушпул в первичной обмотке на быстрых мосфетах с управлением от плиски, а вторичная обмотка соединена к двум проводникам в слабом вакууме, между которыми возникает тлеющий разряд.

Как мотать с маленькой паразитной емкостью - я не только знаю теоретически, но и несколько лет назад успешно применял на практике, когда делал георадары. Но там - трансформатор - была единичная деталь с ручной работой, намотанной на торе диаметром около 20см.

 

Сейчас же мне нужна технологически простая конструкция, о чем собственно я и вопрошаю.

 

Посоветуйте, пожалуйста, готовые комплекты ферритов примерно как

https://www.ferroxcube.com/en-global/products_ferroxcube/stepTwo/emi?s_sel=170&series_sel=2568&material_sel=4B1&material=&part=

но чтобы из них можно было бы сделать кольцо в магнитопроводе, и не подрабатывая напильником :)

 

Спасибо!

 

ИИВ

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 часов назад, iiv сказал:

вроде так?

Да, намотали реактор. Теперь начните мотать первичную обмотку.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minutes ago, Plain said:

Да, намотали реактор. Теперь начните мотать первичную обмотку.

да, мотал, и лентой по тору, и все работало, но так мотать не технологично. Собственно и ищу какие-то разумные решения по 1-50МГц ферритам.

Share this post


Link to post
Share on other sites

М-да, намёк не понят. Начните считать паразитов заново.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если Вы имеете ввиду паразитную емкость между первичной и вторичной обмотками, то фемтофарад и меньше между обмотками можно получить при правильном секционировании.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А чем не нравится-то 100 кГц? Какие-то палки, 50 МГц. Вам нужно соседям радио заглушить или все-таки высоковольтный блок питания сделать?

Сделать на каком-нибудь Epcos B65811-J250-J41. 3600 В, ~200 мкА выпрямленных со вторички снимали штатно, регулируемые причем (и с большими потерями, но там уже специфика).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minutes ago, Pengozoid said:

А чем не нравится-то 100 кГц? Какие-то палки, 50 МГц

так всем нравится, но есть одна задача, в которой выходные 10КВольт постоянные, и она конечно же решается 100КГц (я также это много раз делал, когда георадары разрабатывал), но также есть еще одна задача, в которой 10КВольт должны быть переменными. Я же выше написал - для тлеющего разряда в переменном токе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, iiv сказал:

Я же выше написал - для тлеющего разряда в переменном токе. 

Ага, переменное должно быть в диапазоне частот 1-50МГц, выходное 10 кВ и питание 24В и размеры, вероятно, со спичечный коробок.

Вы и на 100 кГц переменное 10 кВ при питании 24В умаетесь получать, разве что на последовательном резонансе.

Берите уж радиолампы с соответствующим питанием.

4 часа назад, iiv сказал:

Если Вы имеете ввиду паразитную емкость между первичной и вторичной обмотками, то фемтофарад и меньше между обмотками можно получить при правильном секционировании.

И что, реально получали?

Share this post


Link to post
Share on other sites

для больших коэффициентов трансформации можно ещё на пьезо посмотреть, но там для AC частоты резонансов обычно ~100кГц, хотя они на гармониках тоже как-то должны работать. до единиц МГц может что-нибудь получится "разогнать".

с умножителем DC готовое за 150$: http://www.mmech.com/images/stories/Standard_Products/Transformers/Converter/Catalogue-rev05.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

чашечный феррит с зазором или без - может быть и получится.

Но вот по изоляции вопрос - 50 кВ надо заливать чем-то конкретно лютым обмотки и выводы. На 50 МГц вдобавок отрезки провода могут уже антенкой стать.

тут в принципе напрашивается схема "воздушного" трансформатора с конденсатором - типа контура со вторичной обмоткой. перестройка диапазона - переключением конденсатора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now