ప్రేరణ వోల్టేజ్ జనరేటర్ / మార్క్స్ జనరేటర్ - సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం, పని సూత్రం మరియు అనువర్తనాలు

ఎలక్ట్రానిక్స్లో, సర్జెస్ చాలా క్లిష్టమైన విషయం మరియు ఇది ప్రతి సర్క్యూట్ డిజైనర్‌కు ఒక పీడకల. ఈ సర్జెస్‌ను సాధారణంగా ప్రేరణగా సూచిస్తారు, దీనిని అధిక వోల్టేజ్‌గా నిర్వచించవచ్చు , సాధారణంగా కొద్ది కెవిలో ఇది స్వల్ప కాలానికి ఉంటుంది. ప్రేరణ వోల్టేజ్ యొక్క లక్షణాలను అధిక లేదా తక్కువ పతనం సమయంతో గమనించవచ్చు, తరువాత వోల్టేజ్ చాలా ఎక్కువ సమయం ఉంటుంది, ఇంపల్స్ వోల్టేజ్కు కారణమయ్యే సహజ కారణాలకు మెరుపు ఒక ఉదాహరణ. ఈ ప్రేరణ వోల్టేజ్ విద్యుత్ పరికరాలను తీవ్రంగా దెబ్బతీస్తుంది కాబట్టి, ప్రేరణ వోల్టేజ్‌కు వ్యతిరేకంగా పనిచేయడానికి మా పరికరాలను పరీక్షించడం చాలా ముఖ్యం. నియంత్రిత పరీక్షా సెటప్‌లో అధిక వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ సర్జెస్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ఇంపల్స్ వోల్టేజ్ జెనరేటర్‌ను ఇక్కడే ఉపయోగిస్తాము. ఈ వ్యాసంలో, మేము దాని గురించి నేర్చుకుంటాముఇంపల్స్ వోల్టేజ్ జనరేటర్ యొక్క పని మరియు అనువర్తనం. కాబట్టి, ప్రారంభిద్దాం.

ముందే చెప్పినట్లుగా, ప్రేరణ జనరేటర్ ఈ స్వల్పకాలిక సర్జెస్ చాలా అధిక వోల్టేజ్ లేదా చాలా ఎక్కువ కరెంట్‌తో ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ విధంగా, ప్రేరణ జనరేటర్లు రెండు రకాలు, ప్రేరణ వోల్టేజ్ జనరేటర్ మరియు ప్రేరణ ప్రస్తుత జనరేటర్. అయితే, ఈ వ్యాసంలో, మేము ప్రేరణ వోల్టేజ్ జనరేటర్లను చర్చిస్తాము.

ప్రేరణ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం

ప్రేరణ వోల్టేజ్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రేరణ వోల్టేజ్ తరంగ రూపాన్ని పరిశీలిద్దాం. దిగువ చిత్రంలో, అధిక వోల్టేజ్ ప్రేరణ తరంగ రూపంలోని ఒకే శిఖరం చూపబడుతుంది

మీరు గమనిస్తే, వేవ్ 2 యుఎస్ లోపల గరిష్టంగా 100 శాతం గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది. ఇది చాలా వేగంగా ఉంటుంది, కాని అధిక వోల్టేజ్ దాదాపు 40uS వ్యవధిలో దాని బలాన్ని కోల్పోతోంది. అందువల్ల, పల్స్ చాలా తక్కువ లేదా వేగంగా పెరుగుదల సమయం కలిగి ఉంటుంది, అయితే చాలా నెమ్మదిగా లేదా దీర్ఘకాలం పతనం సమయం. పల్స్ యొక్క వ్యవధిని వేవ్ టెయిల్ అని పిలుస్తారు, ఇది 3 వ-టైమ్ స్టాంప్ ts3 మరియు ts0 మధ్య వ్యత్యాసం ద్వారా నిర్వచించబడుతుంది.

సింగిల్ స్టేజ్ ఇంపల్స్ జనరేటర్

ప్రేరణ జనరేటర్ యొక్క పనిని అర్థం చేసుకోవడానికి, క్రింద చూపిన ఒకే-దశ ప్రేరణ జనరేటర్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాన్ని చూద్దాం.

పై సర్క్యూట్లో రెండు కెపాసిటర్లు మరియు రెండు రెసిస్టెన్సులు ఉంటాయి. స్పార్క్ గ్యాప్ (జి) అనేది ఎలక్ట్రికల్ స్పార్క్స్ జరిగే రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య విద్యుత్ వేరుచేయబడిన అంతరం. పై చిత్రంలో అధిక వోల్టేజ్ శక్తి వనరు కూడా చూపబడింది. ఏదైనా ప్రేరణ జనరేటర్ సర్క్యూట్‌కు కనీసం ఒక పెద్ద కెపాసిటర్ అవసరం, అది తగిన వోల్టేజ్ స్థాయికి ఛార్జ్ చేయబడి, ఆపై లోడ్ ద్వారా విడుదల చేయబడుతుంది. పై సర్క్యూట్లో, CS ఛార్జింగ్ కెపాసిటర్. ఇది అధిక వోల్టేజ్ కెపాసిటర్, ఇది సాధారణంగా 2 కెవి రేటింగ్ కంటే ఎక్కువ (కావలసిన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది). కెపాసిటర్ CB అనేది ఛార్జింగ్ కెపాసిటర్‌ను విడుదల చేసే లోడ్ కెపాసిటెన్స్. రెసిస్టర్ మరియు RD మరియు RE వేవ్ ఆకారాన్ని నియంత్రిస్తాయి.

పై చిత్రం జాగ్రత్తగా గమనించినట్లయితే, G లేదా స్పార్క్ గ్యాప్‌కు విద్యుత్ కనెక్షన్ లేదని మేము కనుగొనవచ్చు. అప్పుడు లోడ్ కెపాసిటెన్స్ అధిక వోల్టేజ్ను ఎలా పొందుతుంది? ఇక్కడ ట్రిక్ ఉంది మరియు దీని ద్వారా, పై సర్క్యూట్ ప్రేరణ జనరేటర్‌గా పనిచేస్తుంది. స్పార్క్ గ్యాప్‌ను దాటడానికి కెపాసిటర్ యొక్క చార్జ్డ్ వోల్టేజ్ సరిపోయే వరకు కెపాసిటర్ ఛార్జ్ చేయబడుతుంది. స్పార్క్ గ్యాప్ మరియు హై వోల్టేజ్ అంతటా ఉత్పత్తి అయ్యే విద్యుత్ ప్రేరణ ఎడమ ఎలక్ట్రోడ్ టెర్మినల్ నుండి స్పార్క్ గ్యాప్ యొక్క కుడి ఎలక్ట్రోడ్ టెర్మినల్కు బదిలీ చేయబడుతుంది మరియు తద్వారా ఇది కనెక్ట్ చేయబడిన సర్క్యూట్ అవుతుంది.

రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య దూరాన్ని మార్చడం ద్వారా లేదా కెపాసిటర్లను పూర్తిగా ఛార్జ్ చేసిన వోల్టేజ్‌ను మార్చడం ద్వారా సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతిస్పందన సమయాన్ని నియంత్రించవచ్చు. అవుట్పుట్ ప్రేరణ వోల్టేజ్ లెక్కింపు ఉత్పత్తి వోల్టేజ్ waveform గణన ద్వారా చేయవచ్చు

v (t) = (ఇ ^{- α t} - ఇ ^{- β t})

ఎక్కడ, α = 1 / R _d C _b β = 1 / R _e C _z

సింగిల్ స్టేజ్ ఇంపల్స్ జనరేటర్ యొక్క ప్రతికూలతలు

సింగిల్-స్టేజ్ ఇంపల్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత భౌతిక పరిమాణం. అధిక వోల్టేజ్ రేటింగ్‌ను బట్టి, భాగాలు పరిమాణంలో పెద్దవి అవుతాయి. అలాగే, అధిక ప్రేరణ వోల్టేజ్ ఉత్పత్తికి అధిక DC వోల్టేజ్ అవసరం. అందువల్ల, సింగిల్-స్టేజ్ ఇంపల్స్ వోల్టేజ్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ కోసం, పెద్ద డిసి విద్యుత్ సరఫరాలను ఉపయోగించిన తర్వాత కూడా వాంఛనీయ సామర్థ్యాన్ని పొందడం చాలా కష్టం.

గ్యాప్ కనెక్షన్ కోసం ఉపయోగించే గోళాలు కూడా చాలా ఎక్కువ పరిమాణంలో అవసరం. ప్రేరణ వోల్టేజ్ తరం ద్వారా విడుదలయ్యే కరోనాను అణచివేయడం మరియు పున hap రూపకల్పన చేయడం చాలా కష్టం. ఎలక్ట్రోడ్ జీవితం తగ్గిపోతుంది మరియు కొన్ని పునరావృత చక్రాల తర్వాత భర్తీ అవసరం.

మార్క్స్ జనరేటర్

ఎర్విన్ ఒట్టో మార్క్స్ 1924 లో మల్టీస్టేజ్ ఇంపల్స్ జెనరేటర్ సర్క్యూట్‌ను అందించారు. ఈ సర్క్యూట్ తక్కువ వోల్టేజ్ విద్యుత్ వనరు నుండి అధిక ప్రేరణ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రత్యేకంగా ఉపయోగించబడుతుంది. మల్టీప్లెక్స్డ్ ఇంపల్స్ జెనరేటర్ యొక్క సర్క్యూట్ లేదా సాధారణంగా మార్క్స్ సర్క్యూట్ అని పిలుస్తారు ఈ క్రింది చిత్రంలో చూడవచ్చు.

పై సర్క్యూట్ 4 కెపాసిటర్లను ఉపయోగిస్తుంది (కెపాసిటర్ల సంఖ్య ఉండవచ్చు) సమాంతర ఛార్జింగ్ స్థితిలో అధిక వోల్టేజ్ మూలం ద్వారా ఛార్జ్ రెసిస్టర్లు R1 నుండి R8 వరకు ఛార్జ్ చేయబడతాయి.

ఉత్సర్గ స్థితిలో, ఛార్జింగ్ స్థితిలో ఓపెన్ సర్క్యూట్ అయిన స్పార్క్ గ్యాప్, ఒక స్విచ్ వలె పనిచేస్తుంది మరియు కెపాసిటర్ బ్యాంక్ ద్వారా సిరీస్ మార్గాన్ని కలుపుతుంది మరియు లోడ్ అంతటా చాలా ఎక్కువ ప్రేరణ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఉత్సర్గ స్థితి పై చిత్రంలో pur దా గీత ద్వారా చూపబడుతుంది. స్పార్క్ గ్యాప్‌ను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి మరియు మార్క్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్‌ను సక్రియం చేయడానికి మొదటి కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్ తగినంతగా మించాల్సిన అవసరం ఉంది.

ఇది సంభవించినప్పుడు మొదటి స్పార్క్ గ్యాప్ రెండు కెపాసిటర్లను (సి 1 మరియు సి 2) కలుపుతుంది. అందువల్ల మొదటి కెపాసిటర్ అంతటా వోల్టేజ్ C1 మరియు C2 యొక్క రెండు వోల్టేజ్‌ల ద్వారా రెట్టింపు అవుతుంది. తదనంతరం, మూడవ స్పార్క్ గ్యాప్ స్వయంచాలకంగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది ఎందుకంటే మూడవ స్పార్క్ గ్యాప్‌లోని వోల్టేజ్ తగినంతగా ఉంటుంది మరియు ఇది మూడవ కెపాసిటర్ సి 3 వోల్టేజ్‌ను స్టాక్‌లోకి చేర్చడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు ఇది చివరి కెపాసిటర్ వరకు కొనసాగుతుంది. చివరగా, చివరి మరియు చివరి స్పార్క్ గ్యాప్ చేరుకున్నప్పుడు, వోల్టేజ్ లోడ్ అంతటా చివరి స్పార్క్ గ్యాప్‌ను విచ్ఛిన్నం చేసేంత పెద్దది, ఇది స్పార్క్ ప్లగ్‌ల మధ్య పెద్ద అంతరాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

తుది గ్యాప్‌లోని తుది అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ nVC అవుతుంది (ఇక్కడ n అనేది కెపాసిటర్ల సంఖ్య మరియు VC కెపాసిటర్ చార్జ్డ్ వోల్టేజ్) కానీ ఆదర్శ సర్క్యూట్లలో ఇది నిజం. వాస్తవ దృశ్యాలలో, మార్క్స్ ఇంపల్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వాస్తవ కావలసిన విలువ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఏదేమైనా, ఈ చివరి స్పార్క్ పాయింట్ పెద్ద ఖాళీలను కలిగి ఉండాలి, ఎందుకంటే ఇది లేకుండా, కెపాసిటర్లు పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన స్థితికి రావు. కొన్నిసార్లు, ఉత్సర్గ ఉద్దేశపూర్వకంగా జరుగుతుంది. మార్క్స్ జనరేటర్‌లో కెపాసిటర్ బ్యాంకును విడుదల చేయడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి.

మార్క్స్ జనరేటర్‌లో కెపాసిటర్ డిశ్చార్జింగ్ టెక్నిక్స్:

అదనపు ట్రిగ్గర్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను పల్సింగ్: అదనపు ట్రిగ్గర్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను పల్సింగ్ చేయడం అనేది మార్క్స్ జెనరేటర్‌ను పూర్తిగా ఛార్జ్ చేసే స్థితిలో లేదా ప్రత్యేక సందర్భంలో ఉద్దేశపూర్వకంగా ప్రేరేపించడానికి ఒక ప్రభావవంతమైన మార్గం. అదనపు ట్రిగ్గర్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను ట్రిగాట్రాన్ అంటారు. వేర్వేరు ఆకారాలు మరియు పరిమాణాలు వేర్వేరు వివరాలతో ట్రిగాట్రాన్ అందుబాటులో ఉన్నాయి.

గ్యాప్‌లో గాలిని అయనీకరణం చేయడం: స్పార్క్ గ్యాప్‌ను నిర్వహించడానికి ప్రయోజనకరమైన అయోనైజ్డ్ గాలి ప్రభావవంతమైన మార్గం. పల్సెడ్ లేజర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా అయనీకరణ జరుగుతుంది.

గ్యాప్ లోపల గాలి పీడనాన్ని తగ్గించడం : ఒక గది లోపల స్పార్క్ గ్యాప్ రూపకల్పన చేయబడితే గాలి పీడనాన్ని తగ్గించడం కూడా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.

మార్క్స్ జనరేటర్ యొక్క ప్రతికూలతలు

లాంగ్ ఛార్జ్ సమయం: కెపాసిటర్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి మార్క్స్ జెనరేటర్ రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. అందువలన ఛార్జ్ సమయం ఎక్కువ అవుతుంది. విద్యుత్ సరఫరాకు దగ్గరగా ఉన్న కెపాసిటర్ ఇతరులకన్నా వేగంగా ఛార్జ్ అవుతుంది. కెపాసిటర్ మరియు విద్యుత్ సరఫరా మధ్య పెరిగిన ప్రతిఘటన కారణంగా ఇది పెరిగిన దూరం కారణంగా ఉంది. ఇది మార్క్స్ జనరేటర్ యూనిట్ యొక్క పెద్ద లోపం.

సామర్థ్యం కోల్పోవడం: గతంలో వివరించిన అదే కారణం వల్ల, ప్రస్తుతము రెసిస్టర్‌ల ద్వారా ప్రవహిస్తున్నందున, మార్క్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది.

స్పార్క్ గ్యాప్ యొక్క స్వల్ప జీవిత కాలం: స్పార్క్ గ్యాప్ ద్వారా పునరావృతమయ్యే చక్రం ఎప్పటికప్పుడు భర్తీ చేయాల్సిన స్పార్క్ గ్యాప్ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ల జీవితకాలం తగ్గిస్తుంది.

ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రం యొక్క పునరావృత సమయం: అధిక ఛార్జ్ సమయం కారణంగా, ప్రేరణ జనరేటర్ యొక్క పునరావృత సమయం చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది. ఇది మార్క్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క మరొక ప్రధాన లోపం.

ఇంపల్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క అప్లికేషన్

అధిక వోల్టేజ్ పరికరాలను పరీక్షించడం ప్రేరణ జనరేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రధాన అనువర్తనం. మెరుపు అరెస్టర్లు, ఫ్యూజులు, టివిఎస్ డయోడ్లు, వివిధ రకాల ఉప్పెన రక్షకులు మొదలైనవి ఇంపల్స్ వోల్టేజ్ జనరేటర్ ఉపయోగించి పరీక్షించబడతాయి. పరీక్షా రంగంలోనే కాదు, ఇంపల్స్ జనరేటర్ సర్క్యూట్ కూడా అణు భౌతిక ప్రయోగాలతో పాటు లేజర్స్, ఫ్యూజన్ మరియు ప్లాస్మా పరికర పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడే ఒక ముఖ్యమైన పరికరం.

పవర్-లైన్ గేర్‌పై మరియు విమానయాన పరిశ్రమలలో మెరుపు ప్రభావాల అనుకరణ ప్రయోజనాల కోసం మార్క్స్ జనరేటర్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ఎక్స్-రే మరియు జెడ్ యంత్రాలలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ఇన్సులేషన్ పరీక్ష వంటి ఇతర ఉపయోగాలు కూడా ప్రేరణ జనరేటర్ సర్క్యూట్లను ఉపయోగించి పరీక్షించబడతాయి.