¿Usar un divisor de voltaje de capacitancia de CA a través de diodos para cargar un capacitor de CC?

Diagrama

Lo que necesito ayuda para diseñar es un circuito que será un divisor de voltaje de capacitor que será alimentado por un alto voltaje de entrada de CA, pero que podrá descargar cada capacitor a través de diodos a un voltaje más bajo establecido para la salida de CC. Mi objetivo principal, que sospecho que hará este divisor de voltaje/bomba de carga, es cargar los capacitores en serie a un voltaje más alto y descargar cada capacitor a través de diodos en paralelo. Suponiendo que esto funcione como sospecho que podría, querré poder resumir todas las descargas de capacitores en paralelo (después de cada diodo respectivo de capacitores). ¿Funcionará esto como creo que podría? Gracias por el consejo y pido disculpas por las sombras en el diagrama de cableado tosco.

Agregué un segundo diagrama, después de pensar en este diseño, ¿este diagrama tiene más sentido?ingrese la descripción de la imagen aquí

Este sitio incluye una herramienta de dibujo esquemático. Publique esquemas utilizando esta herramienta o publique imágenes de mayor calidad para los esquemas.
CircuitLab es muy limitado y no tan bueno de usar. En su mayoría me he dado por vencido. El dibujo del OP está bien.
¡Supongo que el símbolo de su celda de batería es un capacitor!

Respuestas (2)

Entiendo lo que intentas hacer. La falla en su diseño es que los diodos consecutivos crean una ruta de CC entre cada unión de capacitor, lo que anula la función de divisor de voltaje que estaba tratando de hacer con las tapas en serie.

Así que jugué con esto y se me ocurrió algo que funciona, como se muestra a continuación:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Simulalo aquí: ( Falstad sim )

Lo que hice diferente fue bloquear la ruta de CC a los diodos con tapas, permitiendo que cada tapa conectada en serie flote. Funciona con 1000 V CA (+-1000 V pico) y, tal como está diseñado, cada tapa solo ve 1/5 de eso, lo que creo que era su intención. Tenga en cuenta que los valores límite se seleccionan para equilibrar su caída de voltaje y para igualar las corrientes a través de los diodos.

Esto entrega alrededor de 15 mA a ~16 VCC, bajado de 1000 VCA. Los diodos Zener son necesarios para evitar que la salida flote hasta un valor muy alto (700 V aproximadamente) sin carga.

Para modificar el voltaje de entrada mientras se mantiene la corriente, aumente la escala de los límites. Por lo tanto, para 230 V CA rms (+-325 V pico), amplíelos en un factor de aproximadamente 3.

Por lo que vale, es muy ineficiente: la corriente que fluye en el lado HV es aproximadamente la misma que en el lado LV. No se comporta como una bomba de carga en absoluto; no hay conversión de impedancia en curso. Aquí es donde ayudaría algún tipo de transferencia de carga de gorra voladora.

Tenga en cuenta que esto es sólo un ejercicio teórico. En realidad, nunca usaría el circuito en un sistema en funcionamiento, demasiado ineficiente y muy peligroso.

BONIFICACIÓN: un circuito que carga en serie, descarga en paralelo (¡y también es eficiente!):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Simulalo aquí: ( Falstad sim )

Este circuito usa FET para dirigir la carga del límite. Funciona en dos fases:

  • Carga: los tapones se cargan en serie. Al final del ciclo de carga, cada tapa tiene aproximadamente 70 V máx. (de 325 V)
  • Descarga: Las tapas se vierten en la carga en paralelo. No se descarga toda la carga, solo un poco. Esta es la clave de la eficiencia.

Los relojes de control son de 30 KHz, como un reloj de dos fases sin superposición para cambiar los FET. Dejaré el diseño real de esto como un ejercicio para el estudiante; Solo quiero ilustrar el principio de la tapa conmutada aquí. Es importante que no se superpongan para evitar disparos.

Una cosa más sutil: los N-FET en la ruta de descarga funcionan como seguidores, con una altura de pulso de control de puerta para establecer aproximadamente el voltaje de salida. Los FET se apagan cuando Vout es (altura de pulso - Vgs), o sin carga, 10V-1.5V = 8.5V. Un sistema real probablemente usaría el ciclo de trabajo. Puedes jugar con esto con los controles deslizantes.

Esto genera aproximadamente 9W @ 14V de potencia.

esto es muy interesante. Si se usa en cambio con una entrada de 180 Vpk, considerando el aislamiento proporcionado por los capacitores, ¿todavía lo considera peligroso? ¿Incluso con la resistencia conectada a tierra, como en su circuito?
Sí. En general, no se puede confiar en los capacitores para proporcionar un aislamiento galvánico de la línea, al menos con valores lo suficientemente grandes como para brindar una transferencia de energía significativa. Por definición, forman un camino de fuga a la línea.
Es una gran simulación, gracias. Una pregunta con su diseño, ¿funcionaría si simplemente hubiera un diodo con polarización directa saliendo entre cada unión de capacitor, produciendo un rectificador de 1/2 onda? Luego, ¿de nuevo en paralelo todos los extremos del cátodo del diodo para una salida total al mismo voltaje pero con corriente masiva?
No lo creo, no sin algún control activo. Le invitamos a probarlo editando el sim usted mismo.
Contenido adicional: échale un vistazo.
Hackstatical, estás muy versado en esto, es refrescante. ¿Puedo contratarlo por una hora para analizar esto en detalle y analizar otras inquietudes que tengo? ¿Hágamelo saber? Gracias fgigliotti en newleafhomeopathy dot com
Tengo un trabajo de día, lo siento. Hay gente aquí que sabe más sobre estas cosas que yo, que en realidad diseña fuentes de alimentación por dinero.
Muy bien, gracias por su ayuda hasta ahora.

Eso no va a funcionar, considere cuando la entrada es un gran voltaje negativo, hay una ruta directa a través de dos diodos a la salida.

Una forma de arreglar eso sería reemplazar los diodos con tiristores y activarlos un par a la vez. Esto hace que el circuito sea mucho más complicado.

Esa es una idea interesante con el tiristor, aunque sería más complicado. ¿Ves de todos modos hacer esto con diodos asumiendo que no funcionará? ¿Cómo funcionaría esto con tiristores? ¿Un tiristor por capacitor? ¿Sería capaz de acumular todos los condensadores en paralelo?
de ninguna manera con los diodos porque los diodos conducirán cuando no los desee y, por lo tanto, la mayoría de los condensadores se omitirán.
¿Usar un divisor de voltaje de capacitancia de CA a través de diodos para cargar un capacitor de CC?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v