各位下午好，又到了日常忽悠各位玩電子的時(shí)間了

今天我們要講的是馬克思發(fā)生器，一種高壓脈沖直流電源。

各位可能之前關(guān)注我們的時(shí)候見過我們分析@戰(zhàn)斗民族實(shí)驗(yàn)?的視頻對吧，里面不是有一個電療可樂的那個實(shí)驗(yàn)嘛。一開始我還以為ALEX用的是馬克思發(fā)生器呢，他們以前也放過低成本教程，居然用樹枝就能搓出來一個，再也不用買好幾塊錢一個的高壓電阻，我看了之后深感折服。這才是科學(xué)人，比伊朗唐馬儒那種科普視頻還加特技的弱批強(qiáng)到不知道哪去了（后來還想蹭戰(zhàn)斗民族實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)，粉還沒人零頭多就熱臉貼人家去蹭還行）。

關(guān)注過我們的也應(yīng)該還記得這個電源的原理：http://www.acfun.cn/a/ac4547820

首先這個電路顯然的使用了倍壓整流電路級聯(lián)作為其升壓原理。所謂倍壓整流電路，它本身并不是靠變壓器的電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行升壓的。

利用濾波電容的存儲作用，由多個電容和二極管可以獲得幾倍于變壓器副邊電壓的輸出電壓，稱為倍壓整流電路。

倍壓整流器電路的原理一言以蔽之其實(shí)就是一個電容器在交流電下整流充電然后串聯(lián)起來進(jìn)行直流放電的過程，電容器充電是一個連續(xù)的過程，因此在電源功率受限的情況下，放電過程一定是間斷的，因?yàn)槌潆娦枰獣r(shí)間。

而馬克思發(fā)生器的設(shè)計(jì)思路基本還是這個機(jī)制，電容器在直流電下由電阻限流（沒有交流電下的容抗了，雖然在電流大小變化的直流下依然還有一點(diǎn)電容器的阻抗，但是容抗顯然的，我們沒法指望太多），然后充電到一定值后開關(guān)觸發(fā)進(jìn)行串聯(lián)放電。

自制的DIY級別的馬克思發(fā)生器通常采用了火花間隙的方案,兩端電壓達(dá)到一定值后自動擊穿空氣導(dǎo)通，觸發(fā)電容串聯(lián)放電

（可無限級聯(lián)）

事實(shí)上，現(xiàn)在的各種防雷測試設(shè)備和EMP設(shè)備中，都有著MARX發(fā)生器的身影。 ... 電路上看這個發(fā)生器的部件非常簡單，只需要一些常見的電阻電容就能夠解決（不愧是上世紀(jì)20年代的技術(shù)。。。）

15級大功率馬克思發(fā)生器- -高壓閃電發(fā)生器

【戰(zhàn)斗民族作死實(shí)驗(yàn)】教你用電視機(jī)和樹枝自制馬克思發(fā)生器

該結(jié)構(gòu)由Erwin Otto Marx于1924年提出，它能模仿雷電及操作過電壓等過程。所以經(jīng)常用于絕緣沖擊耐壓及介質(zhì)沖擊擊穿、放電等高能物理試驗(yàn)中。例如，模擬雷電對電力線齒輪和航空設(shè)備的影響。

工作原理：如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時(shí),因保護(hù)電阻r 一般比R約大10倍,它不僅保護(hù)了整流設(shè)備,而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g(shù)0為點(diǎn)火球隙，由點(diǎn)火脈沖起動；其他各級中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關(guān)的作用,當(dāng)它們都動作后,所有級電容C就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來,并向負(fù)荷電容C0充電。此時(shí),串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。由于C0較小，很快就充滿電,隨后它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負(fù)荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內(nèi),因充電電阻R遠(yuǎn)大于Rf和Rt,因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進(jìn)行調(diào)整,幅值由充電電壓V 來調(diào)節(jié)，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變。

圖中C1為主電容，又稱沖擊電容，它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電容,即;C2為負(fù)荷電容,即C2=C0，它包括調(diào)波電容、試品電容、測量設(shè)備（分壓器）電容及聯(lián)線等寄生電容;G代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當(dāng)于各級rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓,它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電壓，即U1=nV；U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當(dāng)于單級沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析，輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù)

Marx（馬克思發(fā)生器）

　τ1>>τ

半峰值時(shí)間T2≈0.69Rt(C1+C2)

效率 沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓幅值V2m與充電電壓пV 之比稱作發(fā)生器的效率η，即

η=(V2m /nV)×100%

對雷電沖擊波，η一般約80%；對操作沖擊波，η有時(shí)僅60%。

沖擊電壓波形參數(shù)T1(Tcr)、T2及發(fā)生器效率η與回路結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，均需通過實(shí)際調(diào)試進(jìn)行調(diào)整和確定。

對于電力變壓器等帶有繞組的電力設(shè)備，通常還要求做雷電沖擊截波試驗(yàn)。沖擊電壓發(fā)生器外接一截?cái)嚅g隙即可產(chǎn)生沖擊截波。標(biāo)準(zhǔn)雷電截波是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波經(jīng)過2～5μs截?cái)嗟牟ㄐ巍?/p>

沖擊電壓發(fā)生器是高電壓試驗(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備之一。中國已建的沖擊電壓發(fā)生器最高額定電壓為6MV，有個別國家高達(dá)10MV

這個電路是有高級操作的

電容并充串放，火花開關(guān)完全是一個自動過程

也就是說，想要人工干預(yù)進(jìn)行提前放電（早XIE）往往是很難了，所以改進(jìn)的電路使用了可控的固態(tài)開關(guān)，第二代或者第三代半導(dǎo)體電子技術(shù)

能在外部電路干預(yù)下改變觸發(fā)邏輯，提早或延后觸發(fā)

相對來說需要更高成本

但是由于能輸出直流脈沖而不是高頻交流（ac4593778）

所以更多的能應(yīng)用于工業(yè)

本電路本人曾用于參加校賽，在全校隊(duì)幾乎都是單片機(jī)數(shù)電作品之中得了一個二等