Resultados inesperados do multiplicador de tensão

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Eu precisava de uma fonte de alta tensão (500VDC) para testar um circuito. Para conseguir isso, meu mentor me instruiu a construir um dobrador de tensão, que eu usaria com 250VCA. Eu escolhi usar um retificador de meia onda simples, como mostrado abaixo.

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Os diodos são 1N4007's. Os únicos capacitores de alta tensão disponíveis eram tampas não polarizadas de 2,2nF 2KV. 2.2nF não é muito, mas não tenho outras opções aqui. Eu o construí na formação acima, com os nós a alguns centímetros de distância.

Quando se tratava de testes, no entanto, os resultados não eram o que eu esperava. Coloquei 29VAC na entrada, mas obtive apenas 35VDC. Eu fiz alguns testes, e foi isso que eu encontrei:insira a descrição da imagem aqui

Eu então construí um quadruplicador para fazer mais testes, e é isso que eu tenho:insira a descrição da imagem aqui

Muito surpreso, meu mentor e eu fizemos uma simulação de LTspice dos circuitos, que se comportou como originalmente esperado. Aqui estão as capturas de tela: insira a descrição da imagem aqui

Como você pode ver, estou testando a tensão na entrada e na saída.

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Por que meus circuitos não funcionaram?

Entendo que os modelos SPICE usam componentes ideais, mas mesmo assim, por que a simulação difere tanto do que eu tenho na vida real?


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O que não está em sua simulação é a impedância de 10 Mohm do seu multímetro. Isso é relevante? Calcule a impedância de um capacitor de 2,2 nF a 60 Hz e veja o que você obtém.
Bimpelrekkie 04/10/19
Eu não pensei nisso. 2.2nF @ 60Hz é 1.2Mohm. Como o fato de ser DC de meia onda na maioria dos limites muda as coisas?
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@Bimpelrekkie, adicionei isso à simulação e ela se comportou de maneira muito semelhante às minhas medições. Parece que você me deu a resposta, obrigado! Se você gostaria de escrever uma resposta completa, ficaria feliz em aceitá-la.
1.2 Mohm é para uma onda senoidal pura. Se você está perguntando sobre a impedância de um seno de meia onda, é muito amplo para responder aqui. Isso envolveria harônica e análise espectral, não há resposta fácil. Mas adicione a resistência do multímetro na simulação e veja o que acontece.
Bimpelrekkie 04/10/19

Respostas:

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O que não está em sua simulação é a impedância de 10 Mohm do seu multímetro.

Mas 10 Mohm é uma resistência bastante alta, então é relevante?

Calcule a impedância de um capacitor de 2,2 nF a 60 Hz e observe como ele é de cerca de 1,2 Mohm, isso é bastante relevante em comparação com 10 Mohm. Além disso, os capacitores são mais ou menos em série.

Bimpelrekkie
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