En mi trabajo anterior trabajé y programé un generador de sobretensiones con una salida máxima de 32 kV a 150 kA. Más de 16 uS, es decir, aproximadamente 5 gigavatios de potencia máxima, pero muy pocos julios. Nuestros inductores de retroalimentación eran tubos de policarbonato de 1 pie de diámetro y 4 pies de largo con 110 vueltas de cable de 6 AWG. Las conexiones fueron con cable de locomotora de 500mcm que es muy flexible. A toda potencia podría vaporizar un clavo de 16 centavos en un destello de luz, casi tan fuerte como una granada.
Mi queja anterior es señalar algunas cosas muy importantes, si estás jugando el juego de los números.
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Su inductor de 5 mH necesita un núcleo de acero de silicio del tamaño de una caja de zapatos. Un núcleo demasiado pequeño que saturará y actuará como un cortocircuito.
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Necesitará enrollar aproximadamente 40 vueltas de cable trenzado de 6 awg. Use un buen medidor de LCR y realice una prueba de 'empuje' hasta que tenga suficientes giros para igualar 5 mH.
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Tu mosfet será un módulo que atornillarás a un disipador de calor.
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Recomiendo 10 de cada MOV de 40 mm en paralelo con un índice de voltaje 50% más alto que el voltaje de suministro. Esto evitará que el voltaje de retroceso sea tan alto que se arquea a través del inductor o sopla el mosfet.
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La supervivencia de este circuito depende de un pulso de 10 uS controlado con precisión. Si no fuera suficiente para cargar el inductor a la corriente máxima, limitaría el tiempo de encendido a 20 uS como máximo, o las cosas comenzarán a estallar.
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Necesita una fuente de alimentación digital o analógica que le costará unos $ 2,000 USD. Compre un tipo analógico remodelado para mantener los costos bajos. Su mosfet puede costar más de $ 100 USD. Debe tener una capacidad nominal de al menos 100 amperios al doble del voltaje de suministro que usa, solo porque el tiempo de encendido es muy corto.
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Usted podría comprar en línea un inductor tan grande, pero normalmente están hechos a medida. Necesita un generador de pulsos controlado digitalmente para proporcionar un pulso de encendido preciso para el mosfet. Tal vez compre un modelo remodelado por menos de $ 1,000 USD.
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Si reduce la escala a 20 amperios, ambos componentes y el costo se vuelven mucho más bajos. No hay ninguna razón por la que no pueda volver a escalar las matemáticas para adaptarse a un circuito de 20 amperios, luego extrapolar los resultados como si hubiera utilizado 200 amperios.
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No veo nada malo en tus cálculos. Es la construcción e implementación de algo tan poderoso que podría causar un gran daño si el tiempo de encendido de Mosfet es solo unos pocos de nosotros, por mucho tiempo.
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Una vez que esta configuración esté funcionando, es mejor probarlo utilizando un osciloscopio de doble canal con sondas de alto voltaje conectadas en modo diferencial. Los osciloscopios están conectados a tierra y NO desea conectar las bases de la sonda a la configuración de prueba.
EDITAR: Algunas cosas más importantes acerca de su prueba:
A) Su inductor de núcleo de hierro puede saturarse. Puede compensar esto envolviendo el núcleo de hierro en cinta de masilla gruesa o cinta kapton para crear un espacio entre el núcleo y el cable. Usted podría utilizar un núcleo aéreo, pero sería enorme. Ver mi primer párrafo.
B) Debes sellar tus devanados con cemento epoxi o ellos "saltarán" cuando apliques tanta corriente.
C) No tiene una constante de tiempo sin un condensador. Le sugiero que use la fuente de alimentación solo para cargar un condensador de 33uF a 100uF (con el doble del voltaje de sobretensión esperado), luego descargue la carga (con la fuente de alimentación apagada) usando el módulo mosfet. Ahora tendrá una constante de tiempo de 2 pi LC: la tensión de la pinza MOV. Debería crear una onda de anillo en descomposición que dure varios mS. De esta manera usted también protege su fuente de alimentación.
D) Sospecho que necesitará entre 1.000 y 3.000 VCC en el condensador para empujar 200 amperios a través de los devanados. Use una resistencia de derivación y un osciloscopio para verificar la intensidad de la corriente y la descomposición. Puede colocar condensadores de 450 VCC en serie con resistencias de purga / balance de 1 Meg para obtener la capacitancia que necesita sin tener que comprar capacitores muy caros de grado de laboratorio con esa clasificación de voltaje.
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