Cómo generar una frecuencia de 20kv y 10 MHz a partir de un suministro de 230 v AC

Answer 1

Cualquier respuesta dependerá de varios factores, que incluyen, entre otros:

• El propósito
• La entrada disponible
• El tamaño del circuito requerido
• El costo de los componentes es aceptable.

Un enfoque podría ser usar directamente una disposición de bobina Tesla en cascada. Primero tenga un generador de CA regular de una planta de energía (generalmente genera alrededor de 11kV). Intensifique usando un transformador o convertidor electrónico de potencia a 20kV, aunque creo que diseñar un transformador dedicado para este propósito sería más viable y eficiente para el propósito descrito. Pero esto será en algo así como 50-60Hz. Lo que necesitas es algo así como 10 MHz. Y la mejor manera de aumentar la frecuencia a tales rangos es mediante el uso de circuitos resonantes.

Para niveles de potencia tan locos, lo que necesitamos no es un circuito de tanque simplista (que es un grupo de inductores y condensadores conectados en serie y en paralelo de acuerdo con algunos principios generales descritos por las topologías de forma Cauer y Foster), sino un gigante de impulso de onda llamado Paralelo Transformador resonante.
¿Qué significa esto que suena brujería eléctrica que preguntas? Sí, no es nada menos que brujería, es la bobina de Tesla.

Ahora, yo mismo he diseñado una bobina Tesla que opera a alrededor de 1.5 kV y fue, por falta de una palabra mejor, un asunto explosivo. Esto se debe a que los condensadores necesarios para aumentar la frecuencia son sensibles a los picos de voltaje que a los inductores les gusta crear durante los períodos de arranque (esto es en cada ciclo de encendido cuando se dispara la chispa). Pero, finalmente, logré agregar y mover algunos componentes y obtuve una longitud de chispa segura de cerca de 15 cm. Sin embargo, para ser sincero, esto parece un logro insignificante, porque la gente ha documentado bobinas enormemente más grandes con longitudes de chispa enormemente más grandes como se observa en muchas películas, principalmente en Sorcerer’s Apprentice y The Prestige. Además, el propio Tesla documentó la fabricación de enormes bobinas que iluminan almacenes enteros en fascinante elektra.

Entonces, sí, posiblemente puede diseñar a un costo enorme, una bobina adecuada.

Ahora, la pregunta también indica que desea una entrada de 230V.

Teóricamente, te consentiré diciéndote que, si tienes una fuente ideal, no afectada por los problemas de impedancia de la fuente y las pérdidas asociadas con ella, entonces sí, en lugar del generador anterior, usa un transformador para aumentar tu 230V a 20KV y dispara en tu circuito

O haga que un convertidor de corriente alterna haga esto por usted.

Una mirada racional a los números.

Su entrada es de 230V CA y la salida es de 20KV. Digamos que está operando a algo así como 20KW (una estimación débil, dado el tipo de voltaje que está aumentando). Esto significa que la corriente de salida (de P = V * I) es 1 A. Ahora observe la corriente de entrada, desde el principio de la relación de transformación del transformador simple.

V1 / V2 = 230V / 20KV = 0.0115

Desde V1 / V2 = I1 / I2

I1 / I2 = I1 / 1A = 1 / 0.0115 = 86.95 A

Esto significa que necesitará un suministro de insumos enormemente tolerante.

Bueno, si puedes asegurar eso, entonces posiblemente puedas construir esta cosa.

Otra idea

Podría ser utilizar controladores electrónicos de potencia. Deje que funcione con una clasificación de voltaje más baja y que genere un tren de señal a 20 MHz utilizando una multitud de convertidores (posiblemente use convertidores de refuerzo DC-DC). Enlace la salida de estos a relés estáticos (que podrían ser IGBT o GTO). Conecte su transformador 230 / 20Kv o la salida de sus convertidores de potencia (convertidores de CA) a estos interruptores. Posiblemente puede obtener una forma de onda de salida de alta frecuencia cortada.

Este enfoque no proporciona una buena forma de onda de salida. Estaría lleno de armónicos no deseados y componentes de pérdida. Además, deben analizarse los detalles de si sus componentes electrónicos de potencia pueden tolerar esos rangos de frecuencia, lo cual dudo mucho. Entonces, como una respuesta segura, definitivamente usaría el método anterior.

Referencia adicional:

Bobina de Tesla de estado sólido de alta frecuencia

bobina de Tesla

Impedancia RC o admisión RL

Noli Oblivisci Mirabilis Esse

Answer 2

Te falta power point en tu pregunta.
Ahora supongo que no necesitas mucha potencia. Por lo tanto, requiere un voltaje de 20kv a una frecuencia de 10Mhz.
Suministro disponible 230 voltios y frecuencia asumida 50Hz.
Necesitamos un circuito oscilador para lo mismo. Estos 230 voltios se convierten en CC y dan al oscilador cct para el cambio de frecuencia. Ahora podemos obtener una salida de 10, 20 o 50 voltios a 10Mhz.
Este voltaje debe incrementarse con un transformador especialmente diseñado para alta frecuencia. Las pérdidas constantes serán muy altas.
Nuevamente, la gran pregunta es cuánta potencia se requiere para su carga
Porque la conversión de alta potencia a tan alto voltaje y alta frecuencia será muy costosa.
Pero el éxito del proyecto depende de la usabilidad y la demanda.

Answer 3

En realidad, no es legal, a menos que lo hagas en una habitación grande y bien protegida. Podría hacerlo a 13.56 MHz, esa es una frecuencia de soldadores industriales. Así que vaya a eBay y compre un soldador industrial, coloque un transformador elevador sintonizado en la salida. No te quemes ni te mates en el proceso, es fácil de hacer.