2 votos

Medición de pequeñas corrientes a altos voltajes de CC sin un medidor flotante

Estoy haciendo un proyecto con un multiplicador de Cockcroft-Walton que generará hasta 40 kV de corriente continua a un máximo de 10 mA. El circuito recibe una entrada de 10 kV de corriente alterna a 60 mA y 60 Hz (de un transformador de letrero de neón) y la pasa a través de un multiplicador de Cockcroft-Walton de onda completa de dos etapas con capacitores de 50 nF.

Me gustaría ver la forma de onda de corriente que está consumiendo mi carga, y debido a la naturaleza de lo que está alimentando (un fúsor), no es posible medir la corriente a tierra. Podría ser posible medir la corriente alterna en el transformador de letrero de neón (o antes del transformador de letrero de neón) pero temo que la forma de onda de la corriente podría verse "distorsionada" si mido antes del Cockcroft-Walton. la caída de voltaje del multiplicador también es no lineal, por lo que no puedo simplemente medir el voltaje de salida y calcular la corriente de salida.

Normalmente, simplemente añadiría una resistencia de 100 al final del Cockcroft-Walton, y mediría la caída de voltaje a través de la resistencia (ya que una caída de voltaje de 1V correspondería a una corriente de 10 mA), que luego conectaría a un Arduino.

Pero aquí está mi problema - para que esto funcione, tendría que dejar flotar la tierra interna del Arduino a los ~40 kV de salida, lo que dificulta mucho alimentarlo y leer datos de él. Aunque podría alimentar el Arduino con una batería y leer datos de él a través de Bluetooth, esta es una solución bastante precaria. También pensé en usar un amplificador operacional, pero no creo que ningún amplificador operacional pudiera sobrevivir a una diferencia de 40 kV entre sus entradas y sus salidas.

Entonces mi pregunta es la siguiente: ¿Cómo puedo medir la forma de onda de corriente suministrada por mi multiplicador Cockcroft-Walton de una manera que pueda ser leída por un Arduino a nivel de tierra?

Editar: Se añadieron más detalles sobre las especificaciones del Cockcroft-Walton

1voto

ozmank Puntos 127

Se me ocurrió de esta manera de detección de corriente en el lado de tierra del transformador de elevación de paso 20:1 secundario con una resistencia shunt blindada y no inductiva de 10mOHm.

ingresa la descripción de la imagen aquí

Aunque 1mohm de corriente de arco es un problema importante de diafonía con un tiempo de subida <50ps, esta descarga de arco de salida al espacio de aire proporciona el 10% de la resistencia shunt de 10mOhm del secundario de voltaje. Diodos HV y condensadores plásticos con una construcción limpia RF/HVDC sabia son esenciales. 0.3m BIL 200kV x2 en serie, aisladores cerámicos mínimos sobre una base de lámina de teflón es lo que utilicé. Incluso con una jaula de seguridad a tierra, la pintura emitía una descarga estática a 5m de distancia y podías sentir que el cabello de tu cuello se levantaba. Mucho más arriesgado que 50kV AC debido al polvo.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X