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Notas Técnicas
Estudo de Multiplicadores de Tensão a Diodos e Capacitores

Data do cadastro: 13/11/2018

Publicação/Divulgação: 13/11/2018

Resp. pelo cadastro:

Status atual: Publicado

Ano da publicação: 2018

Descrição: Estudo comparativo de retificadores multiplicadores de tens\~{a}o para constitu\'{i}rem, com osciladores Royer ressonantes, fontes de alta tens\~{a}o adequadas para detectores do tipo RPC. O estudo foi feito atrav\'{e}s de simula\c{c}\~{o}es com LTSPICE, e medidas em prot\'{o}tipos baseadas nas simula\c{c}\~{o}es. O projeto ficou restrito aos componentes dispon\'{i}veis: diodos UF4007 (1kV, 1A), capacitores de 1nF e 10kV, e \`{a} retifica\c{c}\~{a}o de meia onda, dada a pequena carga e para economizar componentes. Para evitar ruptura el\'{e}trica dos diodos, a tens\~{a}o de entrada deve se manter abaixo de 500V, que para ser multiplicada na sa\'{i}da para 6 a 10 kV com economia, requer que os circuitos sejam de maior fator multiplicativo poss\'{i}vel nas condi\c{c}\~{o}es operacionais tanto do conversor CC- CA a oscilador Royer quanto do detector RPC. Um multiplicador paralelo foi capaz de gerar 6kV com 13 est\'{a}gios diodo-capacitor e 10kV com 22 est\'{a}gios, mostrando maior fator de multiplica\c{c}\~{a}o de tens\~{a}o e maior capacidade de carga. Com um est\'{a}gio inicial dobrador de tens\~{a}o em onda completa e com mais 2 est\'{a}gios, manteve o desempenho oferecendo uma carga capacitiva 6 vezes menor ao oscilador. Uma vers\~{a}o h\'{i}brida da NASA foi testada junto com outra modificada com o primeiro est\'{a}gio sendo tamb\'{e}m um retificador de onda completa. Ambos circuitos geraram 6kV com 14 est\'{a}gios, e para 10kV a vers\~{a}o modificada precisou de 26 est\'{a}gios. A vers\~{a}o h\'{i}brida tem a vantagem sobre a paralela de ter tens\~{o}es 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 n\~{a}o 10kV, o que foi conseguido por uma vers\~{a}o serial com dobrador de onda completa.

Número: CBPF-NT-010/18

Autores: Mário Vaz da Silva Filho; Gabriel Luis Azzi


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