電圧マルチプライヤを改善する方法は何ですか？

私はニキシー電源に取り組んでいますが、改善したいと思います。

• 4x9Vのバッテリーを直列に接続し、合計36Vを乗算器で切り替えます。
• （TTL）555タイマーは約、（私は推測、あなたがしたいか、任意の周波数）8.5っぽいボルトの方形波、10kHzのを生成するだけで最初の9Vバッテリから非安定を実行しています。50％の義務。
• 555出力は、NチャネルBS170 MOSFETのゲートを駆動します。
• MOSFETのドレインは約1.2kΩの抵抗を介して36Vまで接続されています。この抵抗は、以下に電流を流すために可能な限り低くする必要があります。
• 6段のCockcroft-Walton乗算器で、無負荷で〜220VDCの出力を生成します。残念ながら、チューブに直列に接続された47kΩの抵抗によって負荷がかかると、約155VDCに低下します。

私はこの回路について好きなもの：

• It Works™
• 私が手に持っていると思われる非常に一般的な部品で構築することができます。例えば：
• インダクタは不要です。
• ブーストコンバーターなどの特別なICは必要ありません。
• 各ステージを処理するのに必要なのは、フルシェバンではなく、電圧定格のコンデンサとダイオードのみです。
• Multisimがクラッシュします。

私がこの回路について気に入らないこと：

• 出力電圧は、わずか約600μAの負荷で約155VDCに低下します。
• 私はあまりにも愚かなので、乗算器で36Vを切り替えるより良い方法を考えることはできません。
• 555タイマー出力が高い間、私は単に乗算器を駆動するためにドレイン抵抗で1W以上を浪費しています。
• 乗算器の入力電圧は、ドレイン抵抗によって妨げられます。

どうやって：

• 電源出力を40V未満に落とすことで最大10mAを供給できるように改善しますか？

私が試してみました：

• MOSFETドライバーセクションを次のようなものに置き換えます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

このインバータを試してかなりの数のトランジスタを乾杯しました。示されているように、インバータのゲートは10kΩ抵抗によって36Vにプルアップされています。ゲートの充電時間がトランジスタを破壊した可能性はありますか？

編集：両方のインバーターFETのゲート-ソース電圧の最大定格が±20Vであることに気付きました。それはなぜ彼らが揚げたのかを説明するでしょう。うーん、たぶん単一の10kΩの代わりに、各ゲートを個別に駆動する分圧器を作ることができますか？

• 改善方法に関するウィキペディアの記事を読む：

これらの理由から、多数の段を備えたCW乗算器は、比較的低い出力電流が必要な場合にのみ使用されます。これらの影響は、下段の静電容量を大きくする、入力電力の周波数を大きくする、正方形または三角波形のAC電源を使用することで部分的に補償できます。

• 他の人気のあるニキシー電源設計を研究し、 これらのようなています。

乗算器の36Vをより効率的に切り替えると、パフォーマンスの改善に大きく役立つと思います。

編集/要約：乗算器の36Vをより効率的に切り替えることは、パフォーマンスの改善に大いに役立ちました。何人かの人々が示唆したように、ここでは「プッシュプル」と呼ばれるものが簡単に修正されました。個別に駆動されるゲートを備えたCMOSインバーターにより、チャージポンプの効率が大幅に向上します。

2つのチューブを搭載した場合、電源は約216VDCになり、大幅に改善されました。

最初の回路図からRdを捨て、2番目の回路図のように低インピーダンスのプッシュプル出力を使用する必要があります。ただし、正しく言うと、36vは20v Vgs FETのゲートを乾杯します。Vgsmaxが20vを超えるフェットはほとんどありませんが、30vを超えるフェットはありません。

オプションの中には、使用することです

FETのゲートを制御するa）は、適切なレベル・シフタ、小さなバイポーラは、ここでうまく機能
B）をゲート駆動トランス（通常は高電力アプリケーションに使用が）
c）の方法を2個のバッテリーからのプッシュプル駆動18V程度が、プッシュでプル、このように...

^{この回路のシミュレーション –を使用して作成された回路図CircuitLab}

ここでは4つの段階を示しましたが、より多くの段階への拡張は明らかです。

今、私は上側のコンデンサを接続していません。2つのオプションがあります

a）Cockcroft Waltonスタイル、最大電圧により制限されます。ここでは、C5をD1 / D2ジャンクションに接続します。これにより、各コンデンサの電圧を低くすることができますが、出力インピーダンスが高くなります。Greinacherによって発明されたものの、Villardカスケードとしても知られています。

b）ディクソンチャージポンプスタイルにより、出力インピーダンスが大幅に低下します。C5は、C2のドリブンエンドに接続します。これは、C5にはより高い電圧定格が必要であることを意味しますが、適切な電圧定格のコンデンサを安価に入手できる場合、250vまたは400vが一般的に利用可能である場合、この構成の電流による電圧ドループははるかに低くなります。

$R_D$$\gg 36V$

しかし、それを確認してください

• $V_{DS,max}$
• $I_{D,max}$

ゲートの36 Vはデバイスを破壊します。適切なMOSFET駆動回路を見つける必要があります。

$|V_{GSS}| < 20~V$。

$R_1$$3.3 ~k\Omega$

電圧マルチプライヤーとして、電流出力は電圧出力に反比例します。そのため、現在の出力を増やすには、トポロジをステップアウトせずに2つの選択肢があります。

1）駆動電流を増やす：555は200maを、bs170は数maを供給できます。エミッターフォロワーをバッファーとして試すことができます。または専用ドライバー。

2）駆動電圧を上げる：できるだけ高い電圧で全体を実行します。

もし私があなたなら、まず555で乗数を直接運転してみます。これで十分な電流が得られない場合は、ステップアップコンバーターのような別のアプローチを検討してください。

どのようなバッテリーを使用していますか？9Vバッテリーの内部抵抗は非常に高くなる可能性があります。そのため、通常のアルカリでは約3アンペアしか供給できないと思います。36V * 3A / 220Vは、回路での損失を考慮せずに出力で約500mAです。充電式のほうがパフォーマンスが良いと思います。