Возникновение дуги в катушке зажигания с сохранением защищенного низкого напряжения?

Вот мое предложение для некоторой экспериментальной работы.

Поскольку вы ищете разряд постоянного тока, возможно, все, что вам нужно, это одиночный импульс высокого напряжения довольно короткой продолжительности, чтобы вызвать дугу. Итак, возможно, попробуйте схему вспышки камеры, пропущенную через небольшой повышающий трансформатор, чтобы инициировать ее. Для защиты суперконденсатора пара мощных катушек индуктивности и несколько стабилитронов за ними для ограничения любого напряжения, превышающего напряжение зарядки конденсатора.

Вам, скорее всего, понадобится осциллограф, способный работать с высокими напряжениями, чтобы точно увидеть, что происходит — могут быть задействованы какие-то странные резонансы. Кроме того, изначально не используйте суперкап и просто посмотрите, сможете ли вы успешно запустить однократную дугу. Если вы хотите выйти за рамки этого, погуглите «схему электрошокера» для вашего высоковольтного генератора или просто попробуйте что-то подобное с eBay. напряжение и медленнее частота повторения

Я проделал некоторую работу над проектом с аналогичными требованиями, сварочным аппаратом TIG DIY. Суть проблемы заключается в противоречивых требованиях подавать на одни и те же электроды как большой ток при низком напряжении, так и малый ток при высоком напряжении. Это сложно, потому что вам нужны коммутационные устройства, которые могут блокировать несколько киловольт, но пропускают десятки или сотни ампер, чтобы сделать это наивным способом.

Типичным решением является разрядка высоковольтного конденсатора на катушку индуктивности последовательно с сильноточным низковольтным источником питания, как на схеме OP. Обычно это делается с помощью искрового разрядника. По мере того, как энергия падает в сформированной таким образом параллельной цепи LCR, на выходе кратковременно присутствует достаточно высокое напряжение, чтобы зажечь дугу. Хотя концептуально это просто, у этого есть несколько недостатков:

• Для зарядки конденсатора до нескольких кВ требуется источник питания высокого напряжения.
• Инициирование дуги не может быть запущено точно тогда, когда это необходимо, без существенной дополнительной схемы.
• Это не твердое состояние.

Мое решение состоит в том, чтобы использовать специальный повышающий трансформатор последовательно с низковольтным источником высокого тока:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Трансформатор оптимизирован в первую очередь для вторичной обмотки с очень низким сопротивлением. Низкое сопротивление имеет решающее значение для прохождения больших токов через вторичную обмотку после зажигания дуги. Таким образом, соотношение витков трансформатора довольно мало, а первичная обмотка имеет только один виток, что позволяет построить вторичную обмотку высокого напряжения всего из двадцати витков толстой медной ленты. Чтобы по-прежнему получить требуемый коэффициент усиления по напряжению, несмотря на соотношение витков 1:20, первичная обмотка образует последовательный резонансный LC-контур с накопительным конденсатором. При работе на резонансной частоте ток в этой цепи увеличивается с каждым циклом, пока первичное напряжение не достигнет пика в несколько сотен вольт, выходного электрода в несколько тысяч и не образуется дуга.

Одной изящной, но до сих пор непроверенной особенностью этой топологии является возможность использовать один и тот же H-мост как для зажигания дуги, так и для управления основным сварочным током, просто изменяя частоту коммутации:

^{смоделируйте эту схему}

Мне все еще нужно выяснить, возможно ли использовать высоковольтный трансформатор в качестве дросселя для ШИМ (как показано выше), или использование отдельной катушки индуктивности для регулирования тока имеет больше смысла (просто позволяя трансформатору высокого напряжения насыщаться, когда дуга загорается). подарок).