こんにちは、ハブロビテス。
この投稿は小さく、あまり教育的ではありませんが、誰かにとって興味深いかもしれません。 その中で、非常に小さく、完全にSMD対応で簡単にスケーラブルなCockcroft-Waltonジェネレーター 、または単に入力でNボルト変数を受け取り、出力でx * Nボルト定数を生成する電圧乗算器を作成する方法を説明します（xは数値）ステップ。
警告：出力にはコンデンサがあります（実際、入力と同じように、コンデンサとダイオード以外には何もありません）ため、 感電は致命的である可能性が高いでしょう 。 あなたが何をしているかを理解している場合にのみ、あなた自身の責任でスキームを組み立ててください。 私はあなたの人生、健康、精神に対して一切の責任を負いません。
怖くない？ 次に進みます。
背景と背景
実際、背景は非常に単純です。この高電圧発生器は最も単純な回路の1つであり、Tesla Transformerとは異なり巨大なコイルを含まず、組み立てが非常に簡単です。 もちろん、結果はテスラの結果よりも印象的ではありません。出力では、高周波の高電圧ではなく、単に高電圧です。 したがって、第一に、美しいコロナ放電は期待できません。第二に、テスラとは異なり、Cockroft-Waltonジェネレーターの放電には表皮効果がないため、ほとんどの場合致命的です。 細心の注意が必要です。
一般に、次のような大きなコンデンサとダイオードから、従来のスキーム（少し後で検討します）に従って自分用に乗算器を組み立てたら、
15ステップ、400V x 0.1uFのコンデンサー、1000V x 1Aのダイオードがありました。 それに電力を供給するために、私は手元にある220V-> 6V変圧器から小さなインバーターを組み立てました。それは火花によって判断して、出力でより多くのキロボルトを出しました。そのため、ダイオードは絶えず飛び出していました（コンデンサはより耐久性がありましたが、時には死んでしまいました彼ら）。
出口での火花は約5 mmで、紙に簡単に穴を開け、ピストルのあるピストルからのショットのように聞こえました（子供の頃にこれがあったと思います...）
より印象的な結果を得るには、ステップの数を増やす必要がありました。この設計では、私はまったくやりたくありませんでした-コンデンサでできたソーセージはすでに大きすぎました。 一般的に、紙のパンチを楽しんで、私は乗数を放棄しました。
しかし、数年後、私は店でsmd.ruを見ました。私の意見では、コンデンサーです。 私の友人アレガスのような人々と毎日仕事をする人たちは、もちろん、新しくはありませんでした。 しかし、私にとっては、1000Vと0.1uFの定格のSMDコンデンサは、私の古い乗算器からの大きな400Vコンダーの後、奇跡のように思えました。 したがって、私は自分自身を抑制し、小さな乗数ボードを広げることができませんでした。
YouTubeでCockcroft – Waltonジェネレーターのビデオを見ると、もちろん、マルチ電圧出力でさらに素晴らしい結果を見つけることができます。 しかし、それらはすべて、穴に設置するために重いコンドルで組み立てられており、ほとんどの場合、私の最初の発電機と同じように空中に吊るされています。 ボードを飼育して、次のようにしました。
1）小さいサイズ
2）完全にSMD
3）簡単に拡張可能。
その結果、標準のラックの下の角にマウントがある35x45 mmのボードができました。 ボードには10のステップがあり、最大入力電圧は最大500Vです。 ボードはさらに耐えることができますが、ダイオードは定期的に死にます。 空気の絶縁破壊電圧を30 KV / cmでとると、最大出力は10〜15 KVの数回の放電であり、その後、ダイオードの1つがノックアウトされました。 公称モードで動作している場合、これはもちろん発生しません。たとえば、220Vから給電することができ、そのコンポーネントに損傷を与えることなく出力で約3111Vを受け取ります。 そして、最も重要なことは、これらのボードを簡単に10枚作成し、ラックを使用してそれらのタワーを作成し、100倍の乗数を取得できることです。
ボードの回路を考慮してください。
鉄
回路基板は非常に簡単です。
これは、Cockcroft-Waltonジェネレーターの典型的なスキームであり、Wikipediaで詳しく説明されています。
操作のメカニズムについても説明します。
ダイオードのおかげで、コンデンサは順に電源電圧を2倍に充電し、出力では電圧がN倍になります（Nは回路内のコンデンサの数）。 もちろん、コンデンサはこの2倍の電圧に耐えるように選択する必要があります。 回路内のコンデンサは1000V用に設計されており、故障を恐れずに適用できる最大値は500Vです。 偶数カウントのために、私は10ステップを踏みました。
次に、ボードを広げました。
上側
下側
原則として、サイズをさらに小さくすることはできましたが、必要のない場所をうっかり突破することがないように、サイズを小さくしないことにしました。
トラックは特別に厚く作られました、なぜなら 前の段落によるスペースの不足は経験しませんでした。 一般に、自宅でLUTまたはフォトレジスト法を使用してボードを作成するのは簡単です。
しかし、以来 私はまだいくつかのボードを仕事のために注文する必要がありました、私は同じワークピースに乗算器の3つのモジュールを配置しました。
結果
その結果、生産からこんな素晴らしいボードが来ました。
既に述べた店で、10個のコンデンサと10個のダイオードを購入しました（実際にはマージンがあり、十分な理由があります-まだ抵抗力がなく、インバーターから乗算器に電力を供給しましたが、その出力電圧はコンデンサーが設計されたものより明らかに高いです）そして、その結果、3、4回の放電後に入力ダイオードがノックアウトされました）。
アセンブリ後、このようなモジュールを取得します。
私の古いインバーターに囲まれた彼は、記事の最初の写真に描かれています。
長い間、私はそれを220ボルトに接続することを敢えてしませんでした-明らかに、それは私がデジタルカメラであり、決して高電圧を持っていなかったことに影響しました。
私は、25歳の誕生日に彼自身が組み立てた発電機から自分を撃ちたくはありませんでした。 しかし、結局、私はまだ自分自身を圧倒し、コンセントからモジュールに電力を供給し、電流制限抵抗として機能するケトルと直列にスイッチオンしました-1 kWのケトル電力では、回路の短絡の場合に流れる最大電流は4.5以下ですA.
幸いなことに、このスキームはシンプルであるため、初めて機能しました。
以下は作品のビデオです。 残念ながら、私のカメラは通常短い時間をキャプチャできませんが、明るい放電と通常付随する音をキャプチャします。 しかし、HDで見ると、放電が紙を突き抜けている様子をはっきりと見ることができます。
このためにビデオをHDで見たくない場合-壊れた紙片の写真（右上隅に何度もパンチされます）：
ちなみに、ビデオはおそらく知覚できないでしょうが、ライブビデオでは、紙片が電極の間に挿入されると、火花が赤みを帯びた色合いを獲得することがわかります。
一般に、コンデンサとダイオードの費用は200〜300ルーブル（各15個）です。正確には覚えていませんが、価格をサイトに記載していません。
ボードの製造にはモスクワレゾナイトで 2,600ルーブルかかりました。 しかし、最初に、順序には6つのボードがあり、そのうちの3つだけがマルチプライヤボードであったことを覚えておく必要があります。 ワークの合計サイズは約100x200 mmでした。
第二に、これらの2,600ルーブルのうち、生産のための1,800のコスト準備と350のコスト配送のため、ボード自体が非常に安く出てきました。 意見が異なる人も多いと思いますが、ボードのこの価格では、自宅での製造をいじくり回す機会がありません。
今後、これらのボードを同じダースで注文し、30キロボルト以上のタワーを組み立てる計画です。
高電圧には注意して、注意してください。