Estudo de Multiplicadores de Tensão a Diodos e Capacitores

Mário Vaz da Silva Filho, Gabriel Luiz Azzi

Resumo


Estudo comparativo de retificadores multiplicadores de tensão para constituírem, com osciladores
Royer ressonantes, fontes de alta tensão adequadas para detectores do tipo RPC. O estudo foi feito
através de simulações com LTSPICE, e medidas em protótipos baseadas nas simulações. O projeto
ficou restrito aos componentes disponíveis: diodos UF4007 (1kV, 1A), capacitores de 1nF e 10kV, é a
retificação de meia onda, dada a pequena carga e para economizar componentes. Para evitar ruptura
elétrica dos diodos, a tensão de entrada deve se manter abaixo de 500V, que para ser multiplicada
na saída para 6 a 10 kV com economia, requer que os circuitos sejam de maior fator multiplicativo
possível nas condições operacionais tanto do conversor CC- CA a oscilador Royer quanto do detector
RPC. Um multiplicador paralelo foi capaz de gerar 6kV com 13 estágios diodo-capacitor e 10kV
com 22 estágios, mostrando maior fator de multiplicação de tensão e maior capacidade de carga.
Com um estágio inicial dobrador de tensão em onda completa e com mais 2 estágios, manteve o
desempenho oferecendo uma carga capacitiva 6 vezes menor ao oscilador. Uma versão híbrida da
NASA foi testada junto com outra modificada com o primeiro estágio sendo também um retificador
de onda completa. Ambos circuitos geraram 6kV com 14 estágios, e para 10kV a versão modificada
precisou de 26 estágios. A versão híbrida tem a vantagem sobre a paralela de ter tensões menores
nos capacitores e menores correntes nos diodos, sendo uma carga mais leve para o oscilador. O
multiplicador serial foi capaz de fornecer 6kV mas não 10kV, o que foi conseguido por uma versão
serial com dobrador de onda completa.


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Referências


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DOI: http://dx.doi.org/10.7437/nt-cbpf.v8i3.327