【图吧电子DIY部】马克思发生器

各位下午好，又到了日常忽悠各位玩电子的时间了

今天我们要讲的是马克思发生器，一种高压脉冲直流电源。

各位可能之前关注我们的时候见过我们分析@战斗民族实验 的视频对吧，里面不是有一个电疗可乐的那个实验嘛。一开始我还以为ALEX用的是马克思发生器呢，他们以前也放过低成本教程，居然用树枝就能搓出来一个，再也不用买好几块钱一个的高压电阻，我看了之后深感折服。这才是科学人，比伊朗唐马儒那种科普视频还加特技的弱批强到不知道哪去了（后来还想蹭战斗民族实验热点，粉还没人零头多就热脸贴人家去蹭还行）。

关注过我们的也应该还记得这个电源的原理：http://www.acfun.cn/a/ac4547820

首先这个电路显然的使用了倍压整流电路级联作为其升压原理。所谓倍压整流电路，它本身并不是靠变压器的电磁感应原理来进行升压的。

利用滤波电容的存储作用，由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压，称为倍压整流电路。

倍压整流器电路的原理一言以蔽之其实就是一个电容器在交流电下整流充电然后串联起来进行直流放电的过程，电容器充电是一个连续的过程，因此在电源功率受限的情况下，放电过程一定是间断的，因为充电需要时间。

而马克思发生器的设计思路基本还是这个机制，电容器在直流电下由电阻限流（没有交流电下的容抗了，虽然在电流大小变化的直流下依然还有一点电容器的阻抗，但是容抗显然的，我们没法指望太多），然后充电到一定值后开关触发进行串联放电。

自制的DIY级别的马克思发生器通常采用了火花间隙的方案,两端电压达到一定值后自动击穿空气导通，触发电容串联放电

（可无限级联）

事实上，现在的各种防雷测试设备和EMP设备中，都有着MARX发生器的身影。 ... 电路上看这个发生器的部件非常简单，只需要一些常见的电阻电容就能够解决（不愧是上世纪20年代的技术。。。）

15级大功率马克思发生器- -高压闪电发生器

【战斗民族作死实验】教你用电视机和树枝自制马克思发生器

该结构由Erwin Otto Marx于1924年提出，它能模仿雷电及操作过电压等过程。所以经常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等高能物理试验中。例如，模拟雷电对电力线齿轮和航空设备的影响。

工作原理：如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动；其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n，总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整,幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

图中C1为主电容，又称冲击电容，它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线等寄生电容;G代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压，即U1=nV；U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析，输出电压U2(t)为一双指数函数

Marx（马克思发生器）

　τ1>>τ

半峰值时间T2≈0.69Rt(C1+C2)

效率 冲击电压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作发生器的效率η，即

η=(V2m /nV)×100%

对雷电冲击波，η一般约80%；对操作冲击波，η有时仅60%。

冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关，均需通过实际调试进行调整和确定。

对于电力变压器等带有绕组的电力设备，通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2～5μs截断的波形。

冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV，有个别国家高达10MV

这个电路是有高级操作的

电容并充串放，火花开关完全是一个自动过程

也就是说，想要人工干预进行提前放电（早XIE）往往是很难了，所以改进的电路使用了可控的固态开关，第二代或者第三代半导体电子技术

能在外部电路干预下改变触发逻辑，提早或延后触发

相对来说需要更高成本

但是由于能输出直流脉冲而不是高频交流（ac4593778）

所以更多的能应用于工业

本电路本人曾用于参加校赛，在全校队几乎都是单片机数电作品之中得了一个二等