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感应研究所 发布于2018-08-27 19:01
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战斗民族实验自制兆伏发电机?倍压整流原理详解

楼层直达
就算翻译中的电学术语比较感人,我还是感谢@柚子木俄语组引进了这个视频并且在当年对我的修为确实很有帮助

http://www.acfun.cn/v/ac4546982

最新的战斗民族实验视频:ac4546982/ac4492349/ac4327586(其中电疗肥宅快乐水最早的英语频道翻译是我介绍来AC的@暗星244 同志一人翻译的,还荣登了ACFUN的首页两次(http://www.acfun.cn/v/ac4370642/http://www.acfun.cn/v/ac4376920))不过还是要感谢柚子木俄语组没有放弃战斗民族实验的翻译翻译并上传了最近的战斗民族实验,我本人的立场来说还是更爱听俄语。
PS:(ALEX,那个短头发的,还有尼基塔,那个长头发的,他们是在乌克兰境内的俄罗斯人,说俄语 受当地的土豪支持维持实验,因此不必像伊朗唐马儒一样为了点击水视频或者科普错误知识,我个人认为完全可以相信他们科普的知识)
这个频道的翻译质量很高而且我们还差点就和他们签订合同了。当然在得知ACFUN不需要这合同之后我们就放弃了,只要能在ACFUN让更多的人受到科学气息熏陶就好了 这活谁干不是干呢
而且近来柚子木的翻译质量也在一直上升,我个人认为还是非常欣慰的(虽然还有些术语的瑕疵)。也许团结起来取长补短才是最吼的


电疗苹果
合集:http://www.acfun.cn/a/aa5021748
好了,家常就到此为止了。实验有风险,模仿需谨慎
这有本《安全守则》欢迎观看下载



首先这个电路显然的使用了倍压整流电路级联
为其升压原理。所谓倍压整流电路,它本身并不是靠变压器的电磁感应原理来进行升压的。

利用滤波电容的存储作用,由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压,称为倍压整流电路。
那么倍压整流电路的原理是什么?



1.倍压整流电路原理

1)负半周时,即A为负、B为正时,D1导通、D2截止,电源经D1向电容器C1充电,在理想情况下,此半周内,D1可看成短路,同时电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容器C1的极性如上图(a)所示。 RJy838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
(2)正半周时,即A为正、B为负时,D1截止、D2导通,电源经C1、D1向C2充电,由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm,其电流路径及电容器C2的极性如上图(b)所示。其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm,它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm,为了方便说明,底下电路说明亦做如此假设。如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时,我们必须将C1串联一电流限制电阻,以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话,如一般所预期地,在(输入处)负的半周内电容器C2上的电压会降低,然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。
图1 直流半波整流电压电路


所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号,故此倍压电路称为半波电压电路。
因此我们看到的高压放电过程是间断的而不是连续的。
当然还有全波倍压整流电路,限于篇幅我们把它作为拓展不写在正文里

还记得我们所以前出的电磁弹射实验装置吗?它得到高电压直流电的方法就正是使用了以上的倍压整流电路。

http://www.acfun.cn/a/ac4195753(不提供蓝链)

它是将家用电220交流输入直接四倍压整流,得到了峰值*4的电压(220*根号2*4 约等于311*4=1244V)由于线路有损耗和硅管的压降,因此实际上理论最高输出电压在1240V左右
倍压整流器和马克思发生器一样可以级连,级数越多电压越高(同时由于不可忽略的线路损耗也越偏离理论电压,但是依然非常高而且可以近乎无限的增加级数)

显然的这个倍压集成电路里面内置了6倍压整流电路,并且它还可以通过改造继续级联
(话说倍增器是什么鬼,电子术语里面有这个吗)




2.关于倍压整流器的电源

如上文所述,倍压整流器可以在额定范围内输出交流输入峰值数倍的直流输出,可以是半波也可以是全波,通常我们见到的实物都是半波。
倍压整流器的输出电压,在额定范围内取决于输入的交流电压
至于超出额定范围的部分,会导致电路本身损坏,当超压范围小的时候可能不会坏(一般的无极电容超个3-5倍没什么大事),但当超压范围很大的时候损坏是一定的
所以我们不能仅仅靠提升输入电压的方式提升电源的输出电压,除非换用耐压更高的元件制造倍压整流器
但是由于元件本身的工艺限制和空气本身在高压下会丧失绝缘能力,因此使用级联电路成本更低效果更好。
当然电磁弹射也使用了更多级线圈加速也是差不多一个道理,虽然以目前的水平发掘单级的潜力也不是不可行。



战斗民族实验团队@KREOSAN 显然的使用了灯具用的高频变压器逆变电路。灯具本身使用家用电输入并且经过整流逆变后得到了30KHZ的高频交流电——是家用电频率的600倍。它能够驱动高频变压器得到更高的电压和电流(电功率P=U*I,也就是说高频变压器在同样体积下能提供更高的功率)
效率的提高是现今电源和电子设备的普遍要求,传统的变压器无法满足现今效率的要求,由于变压器感应电势的大小,取决于单位时内磁通量改变的多少,也就是说磁通量改变的速度越快,感应电势越大。高频变压器的磁芯虽然小,最大磁通量也不大,但他工作在高频,磁通量改变的速度快,所以能够在磁芯小,线圈匝数少的情况下,产生足够电势,而低频与此相反。
因为它能提供更高的功率,而且电视本身的原理和卤素灯或者霓虹灯荧光灯之类的电源都是使用同样的原理,因此将变压器简单替换顺便再重缠线圈就能够得到更高的电压(N1/N2=U1/U2)电视机行输出变压器(高压包)本身带有初级线圈和硅堆整理,为了进行改造我们需要保留次级线圈而拆掉初级线圈和硅堆整流器并且重新绕着一个新的初级线圈以获得更高的输出电压
关于重缠线圈:一般而言逆变器驱动的变压器的初级线圈被设定额定的电感量L,因此确认新变压器的初级线圈电感量和原变压器的初级线圈电感量相同后即可无缝更换。
由于之前的初级线圈是为家用电而设计的因此匝数较多,所以重新绕少数几匝线圈后输出电压会提示不少。
PS:铁氧体高频变压器本身骨架很脆,但是如果碎掉了也不要太绝望——粘上了也能对付用,它是漏磁变压器,磁路不是特别严谨。
千万不要用工频硅钢变压器尝试上高频交流电
为什么卤素灯高频逆变器比我们常用的ZVS软开逆变电路输出电压高?
原因也简单,它是220输入的,而我们做的电路显然的都是12V输入逆变器,相比之下逆变器输出给初级线圈的电压就低了差不点20倍,因此没有一个电视机行输出变压器(高压包)不需要重新绕制初级线圈的,而对于220输入的逆变器来说重新绕制匝数较低的初级线圈其实不是特别必要,但是战斗民族实验@KREOSAN 还是这么操作了——显然的得到的输出电压将会非常高
而且每个集成倍压电路都是6倍压整流电路,它们级联之后目测足足有11或者12级,再乘以6就是66级
7000*66=462000V,接近半个百万伏特了
当然我们不知道战斗民族他们说的是不是峰值,如果他说的是有效值的话那么结果还需要乘以根号2,没记错的话正弦波就是根号二而不考虑频率高低
那么7000*12(如果我记错了的话那它是十二级)*6*根号2=712656
可以四舍五入就是百万伏特了
话说回来这个型号的倍压整流集成电路上哪买?没有的话自己用分立元件组装再封装可是很麻烦的,高频高压二极管(或者说硅堆)就不便宜,别提电容了。难怪那个小日本只能用瓷片电容,还得上ALI速卖通,本土没这玩意
硅堆是把几个二极管组成的整流电路一起封装在树脂中,形成的整流电路,是高压整流中将交流变成直流必不可少的原件。
我手上也有调压器,有时间也应该做一个这个玩的,而且我也有马克思发生器:
马克思发生器的原理更容易解释一些,它使用电容和火花开关,实现自动并充串放,还可以用固态开关干预输出的波形,或者更换高压电阻为电感器提升总体效率。
另外我需要吐槽的就是马克思发生器的英语翻译:MARX GENERATOR的本意是发电机,然而它只能提升输入电压而不能发电,英语的GENERATOR的本意是不是另有他意我需要问问谷歌

generator 的翻译

名词
 
发电机

generator, power generator, dynamo, dynamotor, electromotor, electric machine
 
发生器

generator
 
母线

bus bar, generator
 
电滚子

dynamo, electric motor, generator

总之以上就是教程的全内容,如果喜欢的话别忘了继续关注【战斗民族实验】
我是AK,我永远和ACFUN在一起,谢谢各位
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山猫帝王 发布于2018-08-28 10:34
沙发F
你这标题太FI了,这么点东西还兆伏。。
九天长弧 化为神雷 煌煌天威 以电引之
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感应研究所 发布于2018-09-08 22:22
板凳F
山猫帝王:你这标题太FI了,这么点东西还兆伏。。回到原帖
倍压整流放点断续的原因应该主要还是因为电容器的充电需要时间。至于标题混逸站时间长了积习难改,抱歉
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