Unerwartete Ergebnisse vom Spannungsmulitplier

Ich brauchte eine Hochspannungsquelle (500 VDC), um eine Schaltung zu testen. Um dies zu erreichen, wies mich mein Mentor an, einen Spannungsverdoppler zu bauen, den ich mit 250 VAC versorgen würde. Ich habe mich für einen einfachen Halbwellengleichrichter entschieden, wie unten gezeigt.

Die Dioden sind 1N4007. Die einzigen verfügbaren Hochspannungskondensatoren waren nicht polarisierte 2,2 nF 2 kV-Kappen. 2.2nF ist nicht viel, aber ich habe hier keine anderen Optionen. Ich habe es in der Formation oben gebaut, wobei die Knoten einige Zentimeter voneinander entfernt sind.

Beim Testen entsprachen die Ergebnisse jedoch nicht meinen Erwartungen. Ich habe 29VAC an den Eingang angeschlossen, aber nur 35VDC ausgegeben. Ich habe einige Tests durchgeführt und Folgendes gefunden:

Ich habe dann einen Quadrupler gebaut, um weitere Tests durchzuführen, und das habe ich bekommen:

Sehr überrascht führten mein Mentor und ich eine LTspice-Simulation der Schaltkreise durch, die sich wie ursprünglich erwartet verhielten. Hier sind die Screenshots:

Wie Sie sehen können, teste ich die Spannung am Ein- und Ausgang.

Warum haben meine Schaltungen nicht funktioniert?

Ich verstehe, dass SPICE-Modelle ideale Komponenten verwenden, aber warum unterscheidet sich die Simulation so sehr von dem, was ich im wirklichen Leben habe?

voltage-doubler

Was in Ihrer Simulation nicht enthalten ist, ist die 10-Mohm-Impedanz Ihres Multimeters. Ist es relevant? Berechnen Sie die Impedanz eines 2,2 nF-Kondensators bei 60 Hz und sehen Sie, was Sie erhalten.

— Bimpelrekkie

Daran habe ich nicht gedacht. 2,2 nF bei 60 Hz sind 1,2 Mohm. Wie ändert die Tatsache, dass es sich bei den meisten Kappen um Halbwellen-Gleichstrom handelt, etwas?

@Bimpelrekkie, ich habe das zur Simulation hinzugefügt und es hat sich sehr ähnlich wie meine Messungen verhalten. Es scheint, dass Sie mir die Antwort gegeben haben, danke! Wenn Sie eine vollständige Antwort schreiben möchten, würde ich diese gerne akzeptieren.

1,2 Mohm ist für eine reine Sinuswelle. Wenn Sie nach der Impedanz eines Halbwellensinus fragen, ist diese zu breit, um hier zu antworten. Das würde Haronik und Spektralanalyse beinhalten, es gibt keine einfache Antwort. Fügen Sie jedoch den Multimeterwiderstand in die Simulation ein und sehen Sie, was passiert.

— Bimpelrekkie

Was in Ihrer Simulation nicht enthalten ist, ist die 10-Mohm-Impedanz Ihres Multimeters.

Aber 10 Mohm ist ein ziemlich hoher Widerstand. Ist er also relevant?

Berechnen Sie die Impedanz eines 2,2 nF-Kondensators bei 60 Hz und beachten Sie, dass sie ungefähr 1,2 Mohm beträgt, was im Vergleich zu 10 Mohm ziemlich relevant ist. Auch die Kondensatoren sind mehr oder weniger in Reihe geschaltet.

— Bimpelrekkie
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