Aumentar tensão DC de 12v para 300v

Luís Roberto C. da Silva · 21 de julho de 2018

Saudações, preciso aumentar a tensão de uma fonte de 12v DC para 300v DC, para tentar implementar em um pequeno projeto, trata-se de uma coil gun (arma eletromagnética). Já vi alguns projetos, mas alguns são complicados demais, outros fracos demais, por isso decidi fazer o meu próprio, mas esbarrei nesse problema. Desde já agradeço.

Kohari · 21 de julho de 2018

@Luís Roberto C. da Silva Basta utilizar capacitores ligados em série. Eu não entendo muito, porém creio que seja isto, o capacitor dobra a tensão, ele é usado na fonte para aumentar a tensão de 110v para 220v.

Renato.88 · 21 de julho de 2018

10 minutos atrás, H3yF3n1x disse:

@Luís Roberto C. da Silva Basta utilizar capacitores ligados em série. Eu não entendo muito, porém creio que seja isto, o capacitor dobra a tensão, ele é usado na fonte para aumentar a tensão de 110v para 220v.

Isso só funciona com AC, se tratando de corrente contínua só com transformador, indutor e oscilador mesmo.

Luís Roberto C. da Silva · 21 de julho de 2018

@Mestre88 Você teria um esquema simples que possa ma passar?

Gabriel G.S. 1023 · 21 de julho de 2018

8 horas atrás, Luís Roberto C. da Silva disse:

@Mestre88 Você teria um esquema simples que possa ma passar?

Aí teria que dimensionar corretamente cada componente...

Luís Roberto C. da Silva · 21 de julho de 2018

@Gabriel G.S. 1023 Obrigado, mas como fazer esse oscilador?

Sérgio Lembo · 22 de julho de 2018

Quantos amperes pretende ter nessa fonte de 300V?

O consumo será constante ou oscilante?

Por qual razão pretende obter os 300V a partir de 12V, uso automotivo?

Nos fale um pouco sobre o uso desses 300V, as melhores fontes são as desenhadas em função da carga, uso genérico para qualquer tipo de uso tende a ficar mais caro e nem sempre atende plenamente a necessidade.

Luís Roberto C. da Silva · 22 de julho de 2018

Fonte de bancada, com no máximo 1A para testes.

albert_emule · 22 de julho de 2018

1 hora atrás, Luís Roberto C. da Silva disse:

Fonte de bancada, com no máximo 1A para testes.

1 Ampére em 300V é uma potência considerável. São 300 watts.

No link do site a seguir você encontra um projeto de uma fonte com todos os cálculos necessário;

http://sound.whsites.net/project89.htm

Também tem todas as explicações.

Renato.88 · 22 de julho de 2018

4 horas atrás, Luís Roberto C. da Silva disse:

Fonte de bancada, com no máximo 1A para testes.

No primeiro post você diz outra coisa.

Se é para bancada, pode gerar essa tensão a partir da rede que é bem mais fácil.

Gabriel G.S. 1023 · 22 de julho de 2018

Se eu fosse você colocava um transformador direto da rede 110VAC e transformar em uns 350VAC pra depois colocar a ponte retificadora e os capacitores,a não ser que você queira algo portátil. Mas mesmo sendo portátil com uma bateria de 12VDC ia ficar um trambolho pesado, até porque um transformador 12VAC para uns 350VAC (Não fiz as contas pra a Eficaz bater com a contínua) e de 1A ainda, não ia ser muito pequeno não....

adicionado 9 minutos depois

Pelo que estou vendo aqui você vai precisar de 425VAC pra em continuidade ela dar 300VDC

albert_emule · 23 de julho de 2018

Aqui segue um bom oscilador.

Basta agora enrolar o transformador.

Um núcleo de fonte ATX velha será mais que o suficiente. Terá que esquentar o núcleo em água fervente para a resina amolecer e o carretel soltar.

Depois é só desfazer as bobinas originais e enrolar as bobinas adequadas.

Sérgio Lembo · 23 de julho de 2018

Se retificar 220Vac da rede e colocar um simples capacitor após já terá 310V, isso não é o suficiente para ti? Usando 1N4007 seriam 2A de capacidade.

Luís Roberto C. da Silva · 23 de julho de 2018

@albert_emule gostei do projeto, vou ver se aqui vende esse CI.

@Sérgio Lembo pensei nisso também, até poderia fazer um dobrador de tensão e ter 440v. Mas depois quero utilizar com um bateria, daí a necessidade de ampliar a tensão de 12v. Mas pra testes vou fazer isso sim, obrigado.

rjjj · 23 de julho de 2018

Similar ao princípio do circuito do @albert_emule, recomendo aplicar um inversor DC-AC e posteriormente um transformador elevador AC-AC. Por fim, um retificador ou multiplicador AC-DC para gerar a tensão DC alta com corrente DC baixa .

Espero ter ajudado .

Luís Roberto C. da Silva · 27 de julho de 2018

Resolvi com o esquema abaixo:

Montei um transformador, baseado numa bobina de lâmpada fluorescente. Fiz um tap no secundário com 16 espiras e o primário fiz com dez espiras.

Não tinha resistor de 220ohms, usei um de 200ohms.

Não tinha o capacitor de 22nF, usei dois de 47nF em série que, pelo cálculo, deu 23.5nF.

O transistor foi um NPN 3005D, que tinha de sucata.

Ficou interessante, ampliando a tensão em cerca de 30 vezes. Uma pilha de 1,5v vai para 50v. Não é muito, mas já é um começo, com 8v chego aos 200v.

O problema é que não estou conseguindo aumentar muito a tensão de entrada, com 6v o resistor começa a esquentar e a tensão de saída a baixar. Pergunto como pode esquentar tanto se no datasheet aguenta até 700v? E olha que coloquei dissipador de calor.

adicionado 19 minutos depois

Se colocar um resistor pra diminuir a tensão da base no transistor, ele esquentaria menos?

Renato.88 · 27 de julho de 2018

Quem faz o transistor esquentar é a alta corrente, ela aumenta de acordo com a tensão maior.

Você tem que aumentar o valor do resistor e aumentar o número de voltas na bobina pra funcionar corretamente.

albert_emule · 27 de julho de 2018

1 hora atrás, Luís Roberto C. da Silva disse:

Resolvi com o esquema abaixo:

Pergunto como pode esquentar tanto se no datasheet aguenta até 700v? E olha que coloquei dissipador de calor.

adicionado 19 minutos depois

Se colocar um resistor pra diminuir a tensão da base no transistor, ele esquentaria menos?

A engenharia disso é mais complicada do que você pensa.

Veja um bom artigo:

http://eletronicaedownloads.blogspot.com/2014/06/projeto-e-calculo-dos-indutores-de-uma.html

E depois de tudo, este circuito aí que você enviou está mal projetado.

Luís Roberto C. da Silva · 27 de julho de 2018

1 hora atrás, Mestre88 disse:

Quem faz o transistor esquentar é a alta corrente, ela aumenta de acordo com a tensão maior.

Você tem que aumentar o valor do resistor e aumentar o número de voltas na bobina pra funcionar corretamente.

Suponho que seja aumentar o número de voltas da bobina primária. Mas isso não reduziria a relação de tensão de entrada/saída?

Quanto ao resistor vou aumentar sim, acho que pra 1Kohms.

adicionado 9 minutos depois

@albert_emule Quanto a esses cálculos, conheço todos. Só não me atei afazê-los por não conhecer a densidade do fluxo magnético do ferrite e muito menos a oscilação da corrente feita pelo transistor.

Quanto ao circuito, eu já imaginava que não é bom, mas foi o que achei de mais simples e possível de realizar com as peças que tenho ou que posso encontrar. Se puder me ajudar a melhorá-lo, ficarei muito grato.

albert_emule · 27 de julho de 2018

57 minutos atrás, Luís Roberto C. da Silva disse:

Suponho que seja aumentar o número de voltas da bobina primária. Mas isso não reduziria a relação de tensão de entrada/saída?

Quanto ao resistor vou aumentar sim, acho que pra 1Kohms.

adicionado 9 minutos depois

@albert_emule Quanto a esses cálculos, conheço todos. Só não me atei afazê-los por não conhecer a densidade do fluxo magnético do ferrite e muito menos a oscilação da corrente feita pelo transistor.

Quanto ao circuito, eu já imaginava que não é bom, mas foi o que achei de mais simples e possível de realizar com as peças que tenho ou que posso encontrar. Se puder me ajudar a melhorá-lo, ficarei muito grato.

Você disse que precisava de 300V por 1 ampére.

A outra topologia que eu sugeri era melhor. Mais simples também. O SG3525 poderia ser substituído por um multivibrador astavel que é um circuito feito com transistores comuns um NPN e outro PNP.

Essa topologia que você montou agora, você acha que é simples. Mas não é simples. É muito mais complexa.

Será muito difícil você conseguir 300 watts em 300V com esta topologia auto oscilante.

Já seria difícil para um engenheiro de projetos tarimbado. Quanto mais para alguém que é inexperiente.

Essa topologia se chama Flyback auto oscilante.

Sérgio Lembo · 27 de julho de 2018

@Luís Roberto C. da Silva , sobre o aquecimento do resistor quando aumenta a tensão, tem algo que esqueceu de observar. Esse resistor está entre a alimentação e a tensão induzida no terminal 3 da bobina. Desprezando o Vbe e o Vsat do transistor, ali tem 160% a tensão que sua fonte que se soma a esta por ser negativa.. Quanto maior a tensão de fonte, maior serão esse ddp sobre o resistor no ciclo de transferência e consequente potência dissipada que se eleva ao quadrado. Para maiores tensões talvez um resistor de maior valor. Vale o teste.

Esse transistor aguenta no máximo 2A no coletor, se vai ter um ganho de tensão de 30X 2A / 30 = 66mA no secundário. O ganho desse transistor não é grande coisa e decai muito com o aumento do Ic. Se pretende usá-lo no talo considere um pré com o coletor colocado na fonte.

Luís Roberto C. da Silva · 27 de julho de 2018

@albert_emule Me desculpe se não m fiz entender. Estava me referindo a 1A mas na entrada de 9v, mas pode ser 500mA. Tinha colocado 12v, mas 9v é suficiente.

adicionado 3 minutos depois

1 hora atrás, Sérgio Lembo disse:

@Luís Roberto C. da Silva , sobre o aquecimento do resistor quando aumenta a tensão, tem algo que esqueceu de observar. Esse resistor está entre a alimentação e a tensão induzida no terminal 3 da bobina. Desprezando o Vbe e o Vsat do transistor, ali tem 160% a tensão que sua fonte que se soma a esta por ser negativa.. Quanto maior a tensão de fonte, maior serão esse ddp sobre o resistor no ciclo de transferência e consequente potência dissipada que se eleva ao quadrado. Para maiores tensões talvez um resistor de maior valor. Vale o teste.

Esse transistor aguenta no máximo 2A no coletor, se vai ter um ganho de tensão de 30X 2A / 30 = 66mA no secundário. O ganho desse transistor não é grande coisa e decai muito com o aumento do Ic. Se pretende usá-lo no talo considere um pré com o coletor colocado na fonte.

Obrigado pelas digas. Realmente, fiz medições nas saídas do resistor e era maior do que a da fonte. Vou trocá-lo.

Quanto ao transistor, vou precisar apenas de 1A na entrada. Ele deve servir.

albert_emule · 28 de julho de 2018

Um projeto melhor.

Este circuito faz o mesmo que o circuito de lá de cima que você mostrou. Só que faz de uma maneira mais otimizada.

Este eu fiz para servir de fonte de alimentação para uma projetinho aqui.

Para servir para você, terá que mudar umas coisas.

Tirar o zener da saída por por exemplo.

Colocar uma realimentação na saída para estabilizar em 400V.

Mudar a relação de espiras para funcionar melhor em 9V.

Quando eu tiver no PC modificou o circuito para você.

adicionado 2 minutos depois

Todas as bobinas estão num único transformador que é reaproveitado de lâmpada. Até o fio é reaproveitado da lâmpada.

Luís Roberto C. da Silva · 28 de julho de 2018

9 horas atrás, albert_emule disse:

Um projeto melhor.

Este circuito faz o mesmo que o circuito de lá de cima que você mostrou. Só que faz de uma maneira mais otimizada.

Este eu fiz para servir de fonte de alimentação para uma projetinho aqui.

Para servir para você, terá que mudar umas coisas.

Tirar o zener da saída por por exemplo.

Colocar uma realimentação na saída para estabilizar em 400V.

Mudar a relação de espiras para funcionar melhor em 9V.

Quando eu tiver no PC modificou o circuito para você.

adicionado 2 minutos depois

Todas as bobinas estão num único transformador que é reaproveitado de lâmpada. Até o fio é reaproveitado da lâmpada.