Які існують способи покращення множника напруги?

Я працюю над джерелом живлення Nixie, але хотів би вдосконалити його.

• У мене є 4х9В батареї послідовно на загальну кількість 36В, які потрібно перемикати на множник.
• (TTL) 555 таймер працює тільки з нестабільної першої 9В батареї для створення 8,5-Робочі вольт квадратні хвилі, 10 кГц (або будь-яку частоту , яку ви хочете, я думаю), ок. 50% мита.
• Вихід 555 керує воротами N-каналу BS170 MOSFET .
• МОП - транзистор стік підключається до 36В через резистор приблизно 1.2kΩ. Цей опір повинен бути якомога меншим, щоб підштовхувати струм у:
• 6-ступінчастий множник Коккрофта-Уолтона , який дає хороший вихід ~ 220 В постійного струму без навантаження. На жаль, він опускається до приблизно 155 В постійного струму, коли завантажується резистором 47 кОм послідовно з трубкою.

Що мені подобається в цій схемі:

• Це працює ™
• Він може бути побудований з надзвичайно поширених частин, які я, мабуть, маю під рукою, наприклад:
• Тут не потрібні індуктори.
• Він не потребує спеціалізованих ІС, таких як прискорювачі.
• Для обробки кожної стадії потрібні лише конденсатори та діоди з номіналом напруги, а не повний шебанг.
• Він руйнує Multisim.

Що мені не подобається в цій схемі:

• Вихідна напруга опускається до ~ 155 В постійного струму при навантаженні лише ~ 600 мкА.
• Я занадто дурний, щоб думати про кращий спосіб переключити 36V на множник:
• Хоча вихід 555 таймера високий, я витрачаю більше 1 Вт через зливний резистор просто для того, щоб привести в дію множник.
• Вхідна напруга мультиплікатора перешкоджає зливному резистору.

Як я можу:

• внести вдосконалення, які можуть забезпечити отримання ~ 10 мА при падінні потужності менше 40 В?

Я намагався:

• Заміна розділу драйверів MOSFET на щось подібне:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Я підсмажив досить багато транзисторів, які намагаються цей інвертор. Як показано, ворота інвертора підтягуються до 36 В резистором 10 кОм. Чи можливо, що час зарядки затвора - це те, що знищило транзистори?

EDIT: Я щойно зрозумів, що максимальний показник напруги на джерелах затвора на обох інверторних БНТ становить ± 20В. Це пояснило б, чому вони смажилися. Гм, може, замість одного 10 кОм я міг би зробити роздільник напруги, щоб загнати кожну браму окремо?

• читаючи статтю у Вікіпедії щодо методів удосконалення:

З цієї причини множники CW з великою кількістю ступенів використовуються лише там, де потрібен відносно низький вихідний струм. Ці ефекти можна частково компенсувати збільшенням ємності на нижніх ступенях, збільшенням частоти вхідної потужності та використанням джерела живлення змінного струму з квадратною або трикутною формою хвилі.

• вивчення інших популярних конструкцій живлення Nixie, таких як ці .

Я підозрюю, що більш ефективно перемикання 36В через множник пройде довгий шлях до підвищення продуктивності.

РЕДАКЦІЯ / РЕЗЮМЕ: Ефективніше перемикання 36В на множнику пройшло довгий шлях до підвищення продуктивності. Як запропонували декілька людей, тут було швидко виправити щось, що називалося "push-pull". Інвертор CMOS з окремими приводами робить зарядний насос набагато ефективнішим:

Подача в даний час становить ~ 216В постійного струму при завантаженні двома трубами, величезне поліпшення:

Потрібно вирвати Rd від першої схематичної схеми та використовувати низький імпедансний виштовхувальний вихід, як у другій схемі. Однак, як ви правильно скажете, 36В буде тост воротами 20В Vgs FET. Є кілька футів з Vgsmax більше 20 В, і жоден, наскільки мені відомо, більше 30 В.

Серед варіантів є використання

а) підходящі перемикачі рівня для управління воротами FET, невеликі біполяри добре спрацюють тут;
б) трансформатор приводу затвора (хоча зазвичай використовується лише для додатків з більшою потужністю)
; тягнути, як це ...

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Я проілюстрував тут 4 етапи, очевидне розширення на більше етапів.

Тепер я не підключив верхній конденсатор. Є два варіанти

а) Стиль Коккрофта Уолтона, де ви обмежені максимальною напругою. Тут ви підключите C5 до переходу D1 / D2. Це дозволяє мати низьку напругу на кожному конденсаторі, але призводить до високого вихідного опору. Також відомий як каскад Вільярда, хоч і винайдений Гренахером.

b) Стиль насоса зарядки Діксона, що призводить до набагато нижчого вихідного опору. C5 підключається назад до веденого кінця С2. Це означає, що С5 потребує більш високого значення напруги, але якщо ви можете отримати кришки з відповідною напругою, дешево, зазвичай є 250В або навіть 400В, то ця конфігурація має набагато нижчу напругу від струму.

$R_D$$\gg 36V$

Але переконайтесь у цьому

• $V_{DS,max}$
• $I_{D,max}$

36 В на воротах знищать пристрої. Вам потрібно знайти належні схеми руху MOSFET.

$|V_{GSS}| < 20~V$

$R_1$$3.3 ~k\Omega$

як множник напруги, його вихідний струм обернено пов'язаний з його напругою. щоб збільшити поточний вихід, у вас є два варіанти, не виходячи з топології:

1) збільшити струм приводу: 555 може доставити 200 мА, а ваш bs170 - кілька ма. ви можете спробувати послідовник випромінювача як буфер; або відданий водій;

2) збільшити напругу приводу: запустити все на максимальній висоті напруги;

якби я був ти, спершу спробував би помножити множник безпосередньо з 555. якщо це не доставляє достатньо струму, подумайте про інший підхід, як, наприклад, перехідний перетворювач.

Які батареї ви використовуєте? Внутрішній опір 9В акумулятора може бути досить високим. Я думаю, що звичайний луг може забезпечити лише близько 3 Ампер. 36V * 3A / 220V - це близько 500 мА на виході, не враховуючи втрат в ланцюзі. Я думаю, що акумулятори можуть працювати краще.