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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Uso de piezas viejas en multiplicadores de voltaje. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado Actualmente, muchos dispositivos de radioaficionado populares contienen un multiplicador de voltaje que convierte el voltaje de la red eléctrica de 220 V en un alto voltaje de 2000...4000 V. Estos pueden ser dispositivos diseñados para combatir cucarachas, dispositivos para ionización del aire. Los esquemas de tales dispositivos se han publicado repetidamente en la literatura de radioaficionados, por ejemplo, en [1, 2]. En los dispositivos de [1, 2] para la fabricación de un multiplicador de alto voltaje, que es la parte principal de estos diseños, se utilizan piezas modernas de pequeño tamaño, por lo que las dimensiones de estos dispositivos son insignificantes. Sin embargo, cabe señalar que casi todas las piezas pequeñas de alto voltaje incluidas en el multiplicador de alto voltaje son bastante caras. A menudo no es necesario producir una versión pequeña de estos dispositivos. En este caso, para fabricar un multiplicador de voltaje, se pueden utilizar componentes de radio antiguos que tengan un voltaje de funcionamiento alto: 600, 1000, 2000 V, pero también de grandes dimensiones. Podrían ser condensadores viejos como MBG, columnas de diodos antiguas de alto voltaje como D1004D1010 y componentes de radio similares del siglo pasado, que ahora no se utilizan en la tecnología moderna y se venden en los mercados de radio a precios bajos. El coste de los dispositivos fabricados con componentes de radio antiguos también será bajo. En los multiplicadores simples de alto voltaje, el voltaje inicial para la posterior multiplicación se toma directamente de la red eléctrica de 220 V. Sin embargo, en el caso de utilizar piezas de alto voltaje para construir multiplicadores de voltaje, es recomendable utilizar el voltaje de multiplicación inicial que no sea de la red eléctrica doméstica, pero aumentó varias veces, en la medida de lo posible para resistir las piezas de alto voltaje utilizadas. El uso de un voltaje de entrada aumentado en la entrada del multiplicador reducirá el número de etapas de multiplicación y, por lo tanto, reducirá el número de piezas utilizadas para construir un multiplicador de voltaje. La forma más sencilla de "multiplicar" inicialmente el voltaje de la red es utilizar el método resonante, como se muestra en la Fig. 1.
Como puede verse en esta figura, el multiplicador de voltaje resonante es un circuito en serie que tiene resonancia en la región de frecuencia de 50 Hz. En consecuencia, habrá un aumento de voltaje en los elementos de este circuito, en la bobina o en el capacitor. Será mayor cuanto más cerca esté la resonancia del circuito de la frecuencia de 50 Hz, que se utiliza en la red eléctrica. Sin embargo, es necesario evitar la igualdad de las frecuencias de resonancia de la red y del circuito, ya que en este caso habrá un voltaje extremadamente alto en los elementos del circuito L1 y C1, lo que puede provocar la falla de estos elementos. Como inductor L1 se utiliza la bobina de filtro de un televisor o receptor de tubo. Los estranguladores de filtro casi nunca se utilizan en ningún lugar y su costo en el mercado es bajo. Es muy posible utilizar como L1 el devanado primario de un transformador de red de pequeño tamaño, o el devanado anódico de un antiguo transformador de "sonido" de un receptor de tubo o un televisor, o el devanado primario de un TVC. La capacitancia del capacitor C1 depende del valor de la inductancia L1 y del voltaje inicial deseado en la entrada del multiplicador de voltaje. Es aconsejable seleccionar la capacitancia del condensador de forma experimental, a partir de valores pequeños, por ejemplo, de 0,1 μF. La frecuencia de resonancia del circuito debe ajustarse por encima de la frecuencia de red de 50 Hz. Esto tendrá un efecto beneficioso sobre las condiciones de funcionamiento de la bobina L1. Para la mayoría de las bobinas de filtro utilizadas en equipos antiguos para obtener un voltaje resonante en el rango de 600...1000 V, la capacitancia del condensador C1 puede estar en el rango de 0,25...2 µF. El condensador C1 debe tener la tensión de funcionamiento más alta posible, en cualquier caso no debe ser inferior a la tensión existente en el condensador durante la resonancia. El voltaje más alto estará en uno de los elementos del circuito que se muestra en la Fig. 1, y en el elemento que tenga mayor resistencia a la corriente alterna de 50 Hz. En nuestro caso, cuando la frecuencia de resonancia del circuito sea mayor que la frecuencia de la red, será un condensador. El capacitor tendrá un voltaje más alto que el inductor; esta es una condición importante para el funcionamiento confiable y a largo plazo de este elemento. Como ya se señaló, es muy posible obtener un voltaje en el capacitor C1 dentro del rango de 600...1000 V. Esto permitirá que el circuito de [1] no use un cuadriplicador, sino un duplicador de voltaje. En la Fig. 2 se muestra un duplicador de voltaje simple.
En el circuito de [2], en lugar de multiplicar la tensión de red por 8, se puede triplicar la tensión existente en el condensador C1 (ver Fig. 1). En la Fig. 3 se muestra un triplicador de voltaje simple.
En algunos casos, es aconsejable utilizar un circuito cuadriplicador de voltaje, como se muestra en la Fig. 4.
Naturalmente, al diseñar tales multiplicadores, no debemos olvidar que deben conectarse a una fuente de alto voltaje a través de resistencias limitadoras de corriente con una resistencia de al menos 1 MOhm. Esta condición debe observarse para trabajar de forma segura con fuentes de voltaje de alto voltaje. Pero multiplicar el voltaje de la red entre los elementos del circuito resonante no siempre es la solución óptima. A veces la situación es diferente. Un radioaficionado tiene a su disposición muchos diodos y condensadores que tienen un voltaje de funcionamiento relativamente bajo de 200...300 V. En este caso, un multiplicador de voltaje ensamblado con ellos no se puede conectar directamente a una red eléctrica de 220 V. Después de todo, la tensión alterna de la red eléctrica es de 220 V. ¡el pico alcanzará los 310 V! ¡Y esto provocará fallas en los componentes de radio utilizados en este multiplicador de voltaje! En este caso, es racional utilizar otra opción: reducir el voltaje en la entrada del multiplicador, pero al mismo tiempo aumentar el número de circuitos multiplicadores. El voltaje en la entrada del multiplicador se puede reducir conectando este multiplicador de voltaje a la red eléctrica a través de un divisor de voltaje de condensador, como se muestra en la Fig. 5. En este caso, la relación de las capacitancias y, por tanto, su reactancia, determinará la tensión de salida en la salida del divisor.
Por supuesto, con un aumento en el número de cadenas multiplicadoras, las dimensiones del dispositivo aumentarán. Pero esto puede justificarse por el bajo coste de los componentes utilizados. Al construir multiplicadores de voltaje, debe recordarse que no se recomienda conectar diodos y condensadores en serie para aumentar su voltaje de funcionamiento, ya que la confiabilidad de dicho circuito será baja. Es más seguro diseñar un multiplicador de voltaje construyendo etapas de multiplicación. Literatura:
Autor: I. Grigorov
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