Автор Тема: Простой удвоитель напряжения  (Прочитано 125 раз)

Оффлайн digitalman

  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1283
  • Репутация: +0/-0
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Простой удвоитель напряжения
« : Январь 10, 2017, 19:42:26 »
Занялся я вот спаял УЧЕТВЕРИТЕЛЬ напряжения, почти доделал уже.
В Теме написал что "Удвоитель" поскольку этот термин гораздо проще.

В общем, дано: Переменный ток напряжением от 1 до 2 Вольт, частотой от 5 до 300 Гц, сила тока относительно небольшая, (переменка идет от электрогенератора который крутит Ветер от 2 до 20 м/сек Маломощный карусельный вертикального типа Ротор ну итд).

Нужно получить Примерно 10 -15 Вольт постоянного немного пульсирующего тока для зарядки Свинцового Классического Автомобильного Аккумулятора.

Как повысить напряжение? Методов масса. В давние времена в основном использовали Трансформаторы, я же остановился на простом симметричном удвоителе.

У меня 4 электролитических цилиндрических конденсатора на 16 Вольт, 10 000 микрофарад(10 миллифарад). Кроме того я спаял разомкнутый диодный мостик из подходящих по мощности диодов.

В общем постепенно схему довожу до ума осталось немного. Монтаж навесной, любительский "на коленках". Примотал Конденсаторы изолентой к деревянному бруску сечением сантиметр на четыре.

Залудил короткие проводки и припаял в соответствии с простой схемой. В общем добавлю клеммы, возможно реле для предохранения от перегрузок, подберу какой нибудь корпус и возможно эта схема будет работать у меня в качестве элементарного инвертора напряжения для условий Деревни как резервное питание светодиодного освещения итд.

Такие вот соображения. Будут комментарии от квалифицированных радиоэлектронщиков/электромонтажников?
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/GIS:A1/Цифровой Человек]

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11443
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #1 : Январь 10, 2017, 21:27:02 »
Переменный ток напряжением от 1 до 2 Вольт, частотой от 5 до 300 Гц,

Маловато.

сила тока относительно небольшая, (переменка идет от электрогенератора который крутит Ветер от 2 до 20 м/сек Маломощный карусельный вертикального типа Ротор ну итд).

Какая? Это важно, так как от силы тока и частоты зависит какую емкость должны иметь конденсаторы.

Нужно получить Примерно 10 -15 Вольт постоянного немного пульсирующего тока для зарядки Свинцового Классического Автомобильного Аккумулятора.

Для этого типа аккумуляторов важен ток заряда, нужно обеспечить примерно 1/10 от емкости (а для автомобильного это порядка 5-7 А, в зависимости от типа АКБ). В принципе можно нормально зарядить и меньшим током, но если ток будет очень маленьким (а что-то мне подсказывает что в твоем случае так и будет), то возможно ты вообще никогда его не зарядишь.

У меня 4 электролитических цилиндрических конденсатора на 16 Вольт, 10 000 микрофарад(10 миллифарад).

Нет, так не пойдет. Во-первых, пиковые напряжения с генератора у тебя запросто могут быть в десятки, а то и сотни вольт. Во-вторых, при частоте в десятки и сотни Герц - емкость для умножителя слишком большая. Смотри что происходит в этой схеме,во время одного полупериода - конденсатор заряжается, во-время второго - разряжается заряжая следующий за ним конденсатор и т.д. При емкости в 10000 мкФ - время заряда слишком большое, а у тебя всего от 1/600 до 1/10 секунды (полупериод). Следующий момент - слишком малое входное напряжение, не забывай, что на каждом диоде ты еще и терять будешь порядка 0,6 В, так что даже при удачно подобранных конденсаторах вряд ли получится умножение - диоды все съедят.

Единственный выход при таком малом токе - использовать трансформатор, но опять же, если слишком маленький ток - то даже не заморачивайся, с недостаточным зарядным током акум не зарядить. 

Оффлайн digitalman

  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1283
  • Репутация: +0/-0
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #2 : Январь 10, 2017, 22:11:34 »
Что касается значений тока - я уже проводил натурные испытания. Сейчас собираю третий прототип ВетроЭлектроГенератораСистемыФёдорова. Два прототипа уже сделал. Первый получился неудачным, второй гораздо удачнее - шестигранная рама, со статором и ротором. Ротор вращается что характерно даже от слабого ветра. Ветрогенератор я поставил на крышу избы. В общем дает достаточно тока для питания в сумме трех метров светодиодной ленты на 12 Вольт (при 20 Вольтах лента эта может сгореть но пока подобного ветра вроде бы не было. Инерционность ротора хорошая получилась, у него 8 лопаток из жести, размеры примерно как у обычного ведра. Ротор соответственно вращает фанерный диск в котором вставлены неодимовые магниты. Магниты мощные - создают ЭДС в двух петлях размагничивания от старых сломанных телевизоров. В общем эта конструкция у меня реально работает и дает мерцающий светодиодный свет при напряжении немного выше 7 Вольт.

Далее... Новая конструкция будет иной но примерное напряжение тока на входе данного "удвоителя" будет составлять от Вольта до 5 (это результаты опытного эксперимента) Соответственно частота будет гулять грубо говоря от 5 Гц до 300 Гц, Передаваемая мощность на мой субъективный взгляд по разным расчетам получается от 1Ватта до 50Ватт. Поскольку мощность это грубо говоря Напряжение умноженное на Ток, то Ток это Мощность разделенная на Напряжение. Берем средние значения (I=P/U), Ток равен 25 Ватт / 3 Вольта, получаем 8 целых и 3 в периоде после запятой Ампер. Соответственно получаем на входе данного устройства пульсирующее переменное напряжение в среднем около 3 Вольт, ток около 8 Ампер. Переменный ток синусообразный но совсем не идеальный. Просто периодический достаточно мощный сигнал который уже можно рассматривать как силовой ток.

Вот примерно так.
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/GIS:A1/Цифровой Человек]

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11443
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #3 : Январь 11, 2017, 20:46:04 »
примерное напряжение тока на входе данного "удвоителя" будет составлять от Вольта до 5

Володя, удвоитель не будет работать от 1 вольта.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 7687
  • Репутация: +19/-105
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #4 : Январь 11, 2017, 22:19:19 »
Ротор соответственно вращает фанерный диск в котором вставлены неодимовые магниты. Магниты мощные - создают ЭДС в двух петлях размагничивания от старых сломанных телевизоров.

Переменный ток синусообразный но совсем не идеальный. Просто периодический достаточно мощный сигнал который уже можно рассматривать как силовой ток.

Во-первых, конструкция генератора с магнитами на фанерке имеет крайне низкий КПД. Во-вторых, катушки, в которых наводится ЭДС - без сердечника, что также не способствует высокому КПД. В третьих, умножитель напряжения на диодах и конденсаторах при низком входном напряжении также имеет весьма малый КПД, поэтому в этом случае лучше использовать повышающий трансформатор, который имеет КПД 75-95%, а затем выпрямитель.

Что касается собственно конструкции генератора, то для повышения его КПД необходимо иметь минимальные воздушные зазоры во всей магнитной цепи - магниты, катушки и т.д. И вообще, лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля, хоть на постоянном токе, хоть на переменном. Кстати, современные генераторы в автомобилях на самом деле переменного тока с встроенным выпрямительным мостом. Мощность такого генератора порядка 1 кВт, но это вовсе не значит, что его нужно использовать на полную мощность. Ведь для этого нужен довольно большой ветряк - порядка 1,5 - 2 метра.

Вот устройство генератора переменного тока с когтеобразным ротором:



А это он же в сборе:



Удачи!  :)

Оффлайн john

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11443
  • Репутация: +23/-16
    • http://jowel.ru
    • E-mail
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #5 : Январь 12, 2017, 00:08:44 »
лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля

Нет, не лучше. Во-первых, он многооборотистый, а значит нужен будет редуктор а это усложняет конструкцию. Во-вторых, там низкое напряжение на выходе и как следствие - потери в кабеле и необходимость держать высокие обороты. Наиболее удачным (из самодельных) - действительно является конструкция на неодимовых магнитах - получаем тихоходный трехфазный генератор, самое то получается. Но конечно магниты крепить не на фанерку, а на магнитомягкий материал, на железный диск, например - (действие магнитов будет сильнее). Читал пор конструкции на ступице от авто, там заодно и диск тормозной уже есть, хотя такие тормоза не самое лучшее решение, лучше думаю попробовать "балеринку" с грузом и пружинами. Катушки тоже желательно просчитать, ну или подобрать, важно получить на выходе порядка 20-30 В переменки при примерно 100 оборотах/минуту. Да, катушки - без сердечника (!), это конечно ниже КПД, но такой генератор легче крутить. Такой движок без редуктора нормально работает как на "лопастнике", так и на "паруснике", на различных хитрых конструкциях тоже неплохо. Я бы использовал парусник - конструкция проще и конструкцию тормозов можно механическую прикрутить, на случай сильного ветра. Естественно с генератора через диодный мост (в трехфазке это на шести диодах, схема Ларионова) на стабилизатор тока заряда АКБ. Ну также можно посмотреть, сейчас куча схем, позволяющих максимально сократить потери, типа импульсных выпрямителей-стабилизаторов и т.д. Ну и электронику с АКБ лучше сразу выбирать так, чтобы потом можно было масштабировать систему, подключив туда и другие преобразователи, например солнечные батареи.

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 7687
  • Репутация: +19/-105
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Простой удвоитель напряжения
« Ответ #6 : Январь 12, 2017, 10:48:15 »
лучше использовать готовый генератор, например от автомобиля

Нет, не лучше. Во-первых, он многооборотистый, а значит нужен будет редуктор а это усложняет конструкцию.

Да, это верно. К тому же, КПД повышающих редукторов также не очень высок.

Во-вторых, там низкое напряжение на выходе и как следствие - потери в кабеле и необходимость держать высокие обороты.

Ну, это от тока возбуждения зависит! Можно и при достаточно малых оборотах получить приличное напряжение.

Наиболее удачным (из самодельных) - действительно является конструкция на неодимовых магнитах - получаем тихоходный трехфазный генератор, самое то получается. Но конечно магниты крепить не на фанерку, а на магнитомягкий материал, на железный диск, например - (действие магнитов будет сильнее).

Именно так!

Читал пор конструкции на ступице от авто

Наверное что-то типа этого:




Да, катушки - без сердечника (!), это конечно ниже КПД, но такой генератор легче крутить.

Это как? Ведь тормозной момент генератора определяется вообще говоря его мощностью! Или имеется ввиду так называемое "залипание" ротора? Т.е. если полюсов достаточно мало, то стронуть такой генератор естественно будет труднее, но средний тормозной момент, повторюсь, определяется только мощностью!
Вот, кстати, пример генератора без сердечника, т.е. тоже с не очень высоким КПД:



А вот "правильный" генератор:



И вообще, в инете довольно много такого рода самоделок, как на уровне макетов с никаким КПД, так и вполне приличных, которые работают весьма неплохо.

Естественно с генератора через диодный мост (в трехфазке это на шести диодах, схема Ларионова) на стабилизатор тока заряда АКБ.

Если генератор низковольтный, то я бы, с целью увеличения КПД, использовал бы синхронный выпрямитель на MOSFET'ах.

Ну также можно посмотреть, сейчас куча схем, позволяющих максимально сократить потери, типа импульсных выпрямителей-стабилизаторов и т.д. Ну и электронику с АКБ лучше сразу выбирать так, чтобы потом можно было масштабировать систему, подключив туда и другие преобразователи, например солнечные батареи.

Это да. Тем более, современная элементная база позволяет строить такие системы с весьма высоким КПД - 80-95%.

 

Последние сообщения на форуме:

[Форум радиолюбителей] Re: Еврейская загадка от meq Сегодня в 08:20:10
[Форум радиолюбителей] Re: Еврейская загадка от Русский Человек Сегодня в 08:07:00
[Форум радиолюбителей] Re: Еврейская загадка от meq Сегодня в 07:47:28
[Форум радиолюбителей] Re: Еврейская загадка от Русский Человек Сегодня в 07:25:55
[Экономика] Экономисты предрекли нищету каждому третьему россиянину от meq Сегодня в 06:50:17
[Современная традиционная медицина] Прогресс в медицине "по ярославски" от meq Сегодня в 06:25:58
[Беседка] Re: Шутка юмора :) от meq Сегодня в 06:10:26
[Спутниковое телевидение] Re: Не работает приставка для приема цифрового ТВ от meq Сегодня в 06:00:13
[Программаторы] Re: Программирование AVR через LPT порт от Новичёк Сегодня в 00:27:28
[Спутниковое телевидение] Re: Не работает приставка для приема цифрового ТВ от Новичёк Сегодня в 00:23:23
[Источники питания] Re: Адаптер от ноутбука от Новичёк Сегодня в 00:19:23
[Программаторы] Re: Программирование AVR через LPT порт от Charlie Сегодня в 00:14:49
[Спутниковое телевидение] Не работает приставка для приема цифрового ТВ от Charlie Январь 17, 2017, 23:52:15
[Источники питания] Re: Адаптер от ноутбука от othon Январь 17, 2017, 23:10:48
[Источники питания] Re: Адаптер от ноутбука от Новичёк Январь 17, 2017, 22:20:34
[Источники питания] Re: Адаптер от ноутбука от othon Январь 17, 2017, 21:26:25
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Январь 17, 2017, 19:41:06
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Январь 17, 2017, 19:38:42
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Январь 17, 2017, 19:36:35
[Источники питания] Re: Адаптер от ноутбука от Новичёк Январь 17, 2017, 18:41:42
 Rambler's Top100