2015-08-15
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Transformator Wanderwelle

Das Prinzip ist aus dem gefeierten auf Energie-Foren «Welle der Resonanz», dessen erste stellt Besondere Herausforderungen aufgrund der gleichzeitigen Erfüllung mehrerer Bedingungen. Beispiel: Sie benötigen ein fast perfekte Reflexion der Wellen von den beiden enden einer langen Linie dabei, dass die resultierende zwischen Ihnen ein Maximum des Stroms oder der Spannung muss sich entlang dieser Linie mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Darüber hinaus gleichzeitig mit Prozessen wie soll der Erhalt und LC-Resonanz.

Die vorgeschlagene Idee ist stark vereinfacht der erste und wichtigste Aufgabe: den Erhalt und die Bewegung des Maximums des Stroms oder der Spannung entlang der langen Linien. In der Tat, wir müssen eine Neuverteilung der Elektronen Sekundärwicklung des Transformators nach Ihrer Länge, verschieben Sie maximal auf ein Ende der sekundären Spule, indem Sie dort, so пучность Strom (Spannung).

In dieser Serie Notizen Autor nicht betreffen Fragen der konstruktiven Ausführung und konkrete Umsetzung Gerät, sondern nur teilt mit Ihren Lesern Ideen und mögliche Wege Ihrer Umsetzung. Allerdings, einige wichtige Punkte des Entwurfs werden hier beschrieben.

Die Idee über Transformator

Strom und Spannung in der Sekundärwicklung des gewöhnlichen Transformators beschreiben Sie die Funktion von der Zeit:

I_{2},U_{2} \sim f(t)
Die Idee des Transformators Wanderwelle (TTW) ist преобразованиии Funktion der Zeit im Raum-Zeit-Funktion:
I_{2},U_{2} \sim f(t, x),
wo: x — quer-Koordinate des Transformators (die Richtung des magnetischen Flusses). Es ist so, wie kommt der Fernseher mit bernommen TV-Signal — entfaltet es in Raum und Zeit. Ebenso wird beschrieben und die Funktion der Laufenden Welle, auf die wir und müssen so nah wie möglich, und im Idealfall — und mit Ihr zur gleichzeitigen LC-Resonator. Also in die eigentliche Gestaltung der Primärwicklung des Transformators I .. VIII verteilt sein sollten untereinander im Raum. In der Regel, Prinzipschaltbild nichts mit dem Aufbau des Geräts, aber in diesem Fall gibt es einige Konstruktionsmerkmale TTW.

Схема подключения трансформатора бегущей волны
Hinweis. Abgebildet ist auf dem Schema der Methode der Erregung der primären Wicklungen bei weitem nicht der einzige

Auf dem Schaltplan dargestellt sind die acht primären Spulen, aber es wird geschätzt, dass im Allgemeinen Fall, kann es sein, drei oder mehr. Die Allgemeine Formel zur Feststellung der Wirksamkeit der TTW, oder besser gesagt, die Effizienz der zweiten Art \eta_{2}, so:

K = \frac {N^{2} + N + 2} {4N},
wo: K — Zunahme \eta_{2},- mal; N — Anzahl der primär-Wicklungen (Iterationen). Über das \eta_{2} Lesen Sie hier.

Wie aus der Formel ersichtlich, wenn die Anzahl der primär-Wicklungen wird eine oder zwei, dann keine Erhöhung \eta_{2} haben wir nicht bekommen. Wirkungsgrad der Anlage kann sich erst ab N = 3, aber angesichts der uns vertraute Wirkungsgrad der Wandler von dieser Art erreichen kann 75%, in einem echten Gerät ist die minimale Anzahl von Spulen muss mindestens vier.

Der Autor schlägt vor, beginnen mit N = 8, wenn die Wirkung von TTW wird explizit ausgedrückt. Diese müssen gewickelt werden acht unabhängige und nebeneinander liegenden Spulen, die dann nach innen eingefügt (oder erwärmt werden über) eine sekundäre Spule. Das wird unser TTW.

Generell die Lage und die Wicklung der Spulen TTW — dies ist ein weiteres separates Thema für die Entwicklung. Entwurf des Transformators kann unterschiedlich sein: von flachen, bis торроидальной. Auch sekundäre Spule kann die Eigenschaften des Kern — aufgewickelt und befinden, wie die neunte Spule, in einer Reihe mit den anderen.

Erregen die Primärwicklungen werden einzelne Impulse sequentiell nacheinander: vom I-TEN bis VIII-TEN (siehe Diagramm). Auf der Sekundärseite müssen wir die maximale Spannung, die hängt von der Dauer der Impulse in den Primärwicklungen, deren Induktivitäten, Kapazitäten CP und Lastwiderstand RL.

Erregung der primären Wicklungen TTW

Das erregen der Spule der primären Wicklungen können auf verschiedene Weise, unten — hier ist einer von Ihnen. Dieses Schema besteht aus drei digitalen High-Speed-Chipsatz-Serie 74HCXX, einen Spannungsstabilisator und acht der ausgangstrafos.

Схема возбуждения трансформатора бегущей волны

Liste der Elemente des Schemas und deren Ersatz (in Klammern):

  • DD1 — 74HC00 (1564ЛА3)
  • DD2 — 74HC393 (1564ИЕ19)
  • DD3 — 74HC164 (1564ИР8)
  • DA1 — LM7805 (КР142ЕН5А)
  • VD1..VD4 — 1N4148 (jede Low-Power ультрафаст)
  • SA1 — DS-04B, SWD1-4 (alle DIP-Schalter auf 4 Abschnitte)
  • SA2 — DS-02B, SWD1-2 (alle DIP-Schalter auf 2 Partitionen)
  • VT1..VT8 — 2SC4793 (schnell wirkende, mit steilen Flanken, geringe Kapazität, Spannung Kollektor-Emitter mehr als 200 V und gain-überstrom nicht weniger als 100).

Funktion der Schaltung

Schieberegister DD3 zusammen im generator DD1.1-DD1.2 bildet eine Serie von Impulsen, die für die Steuerung der Ausgangs transistoren VT1 bis VT8. In Abhängigkeit von der Stellung der Schalter SA1 verändert sich die Impulsdauer Wanderwelle, und das Tastverhältnis. Dies ist möglich durch verschiedene Kombinationen von binären Codes mit dem Ausgang von dem Zähler DD2, durch die dioden VD1-VD4 und Schalter SA1 definieren diese Parameter. Die beiden oberen Kontakt SA1 bestimmt die Wellenlänge Pulsdauer (1-bis 3-x Takt-Perioden), die beiden unteren — Abstand zwischen diesen Impulsen. Wenn alle Kontakte dieser Schalter geöffnet, dann wird nach Abschluss der letzten Welle alle ausgangstransistoren korrekt abgeschaltet werden.

Schalter SA2 Frequenzbereich ändert sich die Arbeit des hauptoszillators ab.

Hinweise zur Montage

Auf dem Schema nicht dargestellt die Power-Chipsatz. Sie sind Standard: 7 — minus-Versorgung (allgemein), 14 — Plus. Alle Nachteile zu verbinden verbinden und zur Allgemeinen Leitung und auf Gnd STABILISATOR DA1. Alle Plus-Schlussfolgerungen — zu seinem Out (oder +5V).

Verbesserte Ausgangsstufe

Eine fortgeschrittenere Schema Wochenende Kaskaden Aufbau wird auf die Treiber des Ausgangssignals TC4420 (DA1-DA8) und Schlüsseln auf MOSFET-AH (VT1 bis VT8). Transistoren für die Schlüssel müssen Sie nach folgenden Parametern auswählen: Схема подключения выходных каскадов Anstiegszeit und Abfallzeit des Signals — nicht mehr als 100 ns, drain-Kapazität nicht mehr als 600 pF, die maximale drain-Source-Spannung — 400 V. Sehr gut in solchen Systemen arbeiten MOSFET-N IRFP460, IRFP840.

Versorgungsanschlüsse Treiber nacheinander überbrückt Kapazitäten von 100 nF, und am Eingang der Stromversorgung — Optional — 10 µf.

Die Allgemeine Stromversorgung des Schemas müssen reduzieren von 24 auf 15..18V — nach den Passdaten des Treibers TC4420.

Einstellung der Regelung mit TTW

Treiberschaltung Einstellungen nicht verlangt, aber Ihre gemeinsame Arbeit mit TTW erfordert mühsame Arbeit und Kreativität. Hier kann der Autor äußern nur Ihre Ansichten, und der Empfang aller möglichen Wirkungen (einschließlich CE-Kennzeichnung) wird nur von Ihnen ab, Liebe Leser.

Das wichtigste Merkmal unserer Arbeit ist der Erhalt des Transformators Wanderwelle entlang der sekundären Spule, wobei die Geschwindigkeit muss der Geschwindigkeit der Verbreitung der elektromagnetischen Wellen (des magnetischen Flusses). Diese Geschwindigkeit und damit die Schaltfrequenz der ausgangstrafos wird maximal, wenn TTW wird die Luft. Für einen solchen Transformator anzuwenden ist mehr High-Speed-schaltkreise — auf 100 MHz und mehr.

Der Kern verlangsamt diesen Prozess, wobei als sticken die Durchlässigkeit ist, desto mehr. Die Geschwindigkeit der Verbreitung der Wellen in феррите 2000NM — 5-10 NS/cm und Eisen — in der Größenordnung von Mikrosekunden/cm, was bereits geeignet für obigen Schema. Mit verschiedenen Arten von Kern möglicherweise immer neue Eigenschaften des Transformators.

Das zweite Merkmal, die neue Chancen eröffnet, — der Erhalt der LC-Resonanz der Sekundärwicklung des TTW und Vgl. Bei Erfüllung aller dieser Bedingungen kann interessante Effekte, unerreichbar in den Experimenten mit herkömmlichen Transformator.


Горчилин Wjatscheslaw, 2015
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