Latour szorzási séma. Feszültségszorzó áramkör
Olvassa el is
feszültségduplázó csökkentettből való megszerzésére alkalmazott AC feszültség nagyobb feszültség egyenáram. A feszültségduplázó áramkör meglehetősen egyszerű, és általában csak négy összetevőből áll - két egyenirányítóból és kettőből.
A feszültségduplázó leírása
Ebben a feszültségduplázó áramkörben a C1 minden pozitív félciklusban feltöltődik a VD1 () diódán keresztül. A C1 kondenzátoron fellépő feszültség megközelítőleg megegyezik a bemeneti váltakozó feszültség 1,414-es szorzatával (U csúcs / U effektív) vagy körülbelül 311 volttal, ha a bemenetre 220 V AC feszültség kerül.
A C2 kapacitás a VD2 diódán keresztül minden negatív félcikluson keresztül 311 V-ig töltődik. Mivel mindkét kondenzátor sorba van kötve, a kimeneten állandó 622 voltos feszültséget kapunk.
Ez az áramkör bármilyen bemeneti váltakozó feszültséggel működik, mindaddig, amíg a diódák és a kondenzátorok helyesen vannak kiválasztva. Az áramkör megfelelő működéséhez szükséges. A 200 ohm-ot úgy tervezték, hogy korlátozza a bekapcsolási áramokat nagy kondenzátorok használatakor. Értéke nem kritikus.
Továbbá, mint a váltakozó feszültség forrása, a feszültség eltávolítása a szekunder tekercselés egyenirányító. Ezt a lehetőséget alkalmazták a tervezésben.
Figyelem. Mivel a feszültségduplázó áramkör transzformátor nélkül épül fel, rendkívül óvatosan kell eljárni, hogy ne érje áramütés.
Az áramköri problémák megoldása során előfordulhatnak olyan esetek, amikor el kell hagyni a transzformátorok használatát a kimeneti feszültség növelése érdekében. Ennek oka leggyakrabban az mutatkozik meg, hogy a súly- és méretmutatók miatt nem lehet fokozatos konvertereket beépíteni a készülékekbe. Ilyen helyzetben a megoldás a szorzókör használata.
Feszültségszorzó - definíció
Egy eszköz, amely alatt elektromos szorzót jelent, egy olyan áramkör, amely lehetővé teszi a feszültség átalakítását váltakozó áram vagy pulzáló állandóra, de magasabb értékre. A paraméter értékének növekedése az eszköz kimenetén egyenesen arányos az áramkör fokozatainak számával. A létező legelemibb feszültségszorzót Cockcroft és Walton tudósok találták fel.
Az elektronikai ipar által kifejlesztett modern kondenzátorokat kis méret és viszonylag nagy kapacitás jellemzi. Ez lehetővé tette számos séma újraépítését és a termék bevezetését különböző eszközök. A saját sorrendben csatlakoztatott diódákra és kondenzátorokra feszültségszorzót szereltek fel.
Az elektromosság növelésének funkciója mellett a szorzók egyidejűleg alakítják át váltakozó áramról egyenárammá. Ez azért kényelmes, mert az eszköz általános áramköre leegyszerűsödik, megbízhatóbbá és kompaktabbá válik. A készülék segítségével akár több ezer voltos emelkedés is elérhető.
Hol használják a készüléket
A szorzók megtalálták az utat különböző típusok eszközök, ezek a következők: lézeres szivattyúrendszerek, röntgenhullám-sugárzó készülékek nagyfeszültségű egységeiben, folyadékkristályos kijelzők háttérvilágítására, ion típusú szivattyúk, mozgó hullámlámpák, légionizátorok, elektrosztatikus rendszerek, elemi részecskegyorsítók, másológépek, televíziók és kineszkópos oszcilloszkópok, valamint ahol kis áramerősségű nagy közvetlen elektromosságra van szükség.
A feszültségszorzó működési elve
Az áramkör működésének megértéséhez jobb, ha megnézzük az ún univerzális készülék. Itt a fokozatok száma nincs pontosan megadva, és a kimenő elektromosságot a következő képlet határozza meg: n * Uin = Uout, ahol:
- n a jelenlévő áramköri fokozatok száma;
- Az Uin a készülék bemenetére adott feszültség.
A kezdeti pillanatban, amikor az első, mondjuk, pozitív félhullám érkezik az áramkörbe, a bemeneti fokozat dióda átadja azt a kondenzátorának. Ez utóbbit a bejövő elektromosság amplitúdója tölti fel. A második negatív félhullámmal az első dióda zárva van, és a második fokozat félvezetője elindítja a szintén feltöltött kondenzátoráig. Ráadásul az első kondenzátor feszültsége, amely sorba van kötve a másodikkal, hozzáadódik az utolsóhoz, és a kaszkád kimenete már kétszeres elektromosság.
Minden következő szakaszban ugyanaz történik - ez a feszültségszorzó elve. És ha megnézzük a folyamatot a végéig, akkor kiderül, hogy a kimenő elektromosság bizonyos számú alkalommal meghaladja a bemenetet. De mint egy transzformátorban, itt is csökken az áramerősség a potenciálkülönbség növekedésével - az energiamegmaradás törvénye is működik.
A szorzó felépítésének sémája
Az áramkör teljes lánca több láncszemből van összeállítva. A kondenzátoron lévő feszültségszorzó egyik láncszeme egy félhullámú egyenirányító. Az eszköz beszerzéséhez két sorba kapcsolt linkre van szükség, amelyek mindegyike rendelkezik egy diódával és egy kondenzátorral. Egy ilyen áramkör az elektromosság megkettőzője.
A feszültségszorzó berendezés grafikus ábrázolása a klasszikus változatban a diódák átlós helyzetével néz ki. A félvezetők bevonásának iránya attól függ, hogy milyen potenciál - negatív vagy pozitív - lesz jelen a szorzó kimenetén a közös ponthoz képest.
A negatív és pozitív potenciállal rendelkező áramkörök kombinálásakor a készülék kimenetén egy bipoláris áramkör jön létre, melynek jellemzője, hogy ha a pólus és a közös pont közötti elektromosság szintjét mérjük és az 4-gyel meghaladja a bemeneti feszültséget alkalommal, akkor a pólusok közötti amplitúdó nagysága már 8-szorosára nő.
Egy szorzóban a közös pont (amely a közös vezetékre van kötve) az lesz, ahol a tápforrás kimenete egy sorba kapcsolt kondenzátorokkal csoportosított kondenzátor kimenetéhez csatlakozik. Ezek végén a kimenő villamos energiát páros elemekre veszik fel - páros együtthatóval, páratlan kondenzátorokon, páratlan együtthatóval.
Szivattyús kondenzátorok a szorzóban
Más szóval, az állandó feszültségszorzó készülékében van egy bizonyos átmeneti folyamat a paraméter beállítására a deklaráltnak megfelelő kimeneten. Ezt a legegyszerűbben az elektromos áram megduplázásával lehet látni. Amikor a D1 félvezetőn keresztül a C1 kondenzátor teljes értékére feltöltődik, akkor a következő félhullámban az áramforrással együtt egyidejűleg a második kondenzátort is feltölti. A C1-nek nincs ideje teljesen átadni a töltését C2-nek, így eleinte nincs dupla potenciálkülönbség a kimeneten.
A harmadik félhullámnál az első kondenzátor újratöltődik, majd potenciált kapcsol a C2-re. De a második kondenzátor feszültsége már az elsővel ellentétes irányú. Ezért a kimeneti kondenzátor nincs teljesen feltöltve. Minden új ciklussal a C1 elemen lévő elektromosság a bemenet felé fordul, a C2 feszültség pedig megkétszereződik.
Hogyan kell kiszámítani a szorzót
A szorzóeszköz számításánál a kiinduló adatokra kell építeni, amelyek a következők: a terheléshez szükséges áramerősség (In), a kimeneti feszültség (Uout), a hullámossági együttható (Kp). A kondenzátorelemek μF-ben kifejezett kapacitásának minimális értékét a következő képlet határozza meg: C (n) \u003d 2,85 * n * In / (Kp * Uout), ahol:
- n a bemeneti elektromosság növekedésének száma;
- In - a terhelésben folyó áram (mA);
- Kp - pulzációs együttható (%);
- Uout - a készülék kimenetén kapott feszültség (V).
A számításokkal kapott kapacitás kétszeres vagy háromszoros növelésével megkapjuk a kondenzátor kapacitásának értékét a C1 áramkör bemenetén. Az elem ezen értéke lehetővé teszi, hogy azonnal megkapja a feszültség teljes értékét a kimeneten, és ne várja meg, amíg egy bizonyos számú periódus eltelik. Ha a terhelés munkája nem függ az elektromosság névleges teljesítményre való emelkedésének sebességétől, a kondenzátor kapacitása a számított értékekkel azonosnak tekinthető.
A terhelés szempontjából a legjobb, ha a diódafeszültség-szorzó hullámossági tényezője nem haladja meg a 0,1%-ot. A 3%-ig terjedő hullámosság is kielégítő. Az áramkör összes diódáját úgy választják ki a számításból, hogy szabadon ellenálljanak a terhelés értékének kétszeresének az áramerősségnek. Az eszköz nagy pontosságú kiszámításának képlete így néz ki: n*Uin - (In*(n3 + 9*n2/4 + n/2)/(12 *f* C))=Uout, ahol:
- f - feszültség frekvencia a készülék bemenetén (Hz);
- C - kondenzátor kapacitása (F).
Előnyök és hátrányok
A feszültségszorzó előnyeiről a következőket lehet megjegyezni:
- Az a képesség, hogy jelentős mennyiségű villamos energiát nyerjünk a kimeneten - minél több láncszem van a láncban, annál nagyobb lesz a szorzótényező.
- A tervezés egyszerűsége - minden szabványos linkekre és megbízható rádióelemekre van szerelve, amelyek ritkán hibáznak.
- Súly- és méretjelzők - a terjedelmes elemek hiánya, mint pl teljesítmény transzformátor, csökkentse az áramkör méretét és súlyát.
Minden szorzóáramkör legnagyobb hátránya, hogy nem lehet belőle nagy kimeneti áramot venni a terhelés táplálására.
Következtetés
Feszültségszorzó kiválasztása ehhez konkrét eszköz. ezt fontos tudni szimmetrikus áramkörök jobb paraméterekkel rendelkeznek a hullámossági tényező szempontjából, mint az aszimmetrikusak. Ezért az érzékeny eszközöknél célszerűbb stabilabb szorzót használni. Aszimmetrikus, könnyen gyártható, kevesebb elemet tartalmaz.
A cikk leírja a különféle feszültségszorzók főbb lehetőségeit elektronikus eszközök ah, és számított arányok vannak megadva. Ez az anyag érdekes lesz a rádióamatőrök számára, akik olyan berendezések fejlesztésében vesznek részt, amelyek szorzót használnak.
A szorzót széles körben használják a modern elektronikai eszközökben. Televíziós és orvosi berendezésekben (kineszkópok anódfeszültségforrásai, kis teljesítményű lézerek tápellátása), mérőberendezésekben (oszcilloszkópok, radioaktív sugárzás szintjét és dózisait mérő készülékek), éjjellátó készülékekben és elektrosokk-berendezésekben használják, háztartási és irodai elektronikai eszközök (ionizátorok, "Chizhevsky csillár", fénymásolók) és sok más technológiai terület. Ez a szorzók fő tulajdonságainak köszönhető - a képesség, hogy magas, akár több tíz és több százezer voltos feszültséget, kis méretű és súlyú feszültséget generálnak. Egy másik fontos előny a könnyű számítás és gyártás.
A feszültségszorzó bizonyos módon csatlakoztatott diódákból és kondenzátorokból áll, és egy kisfeszültségű forrás váltakozó feszültségének átalakítója. magasfeszültség egyenáram.
A működési elve az ábrán látható. 1, amely egy félhullám-szorzó diagramját mutatja. Vegye figyelembe a benne zajló folyamatokat szakaszosan.
A feszültség negatív félciklusának hatása alatt a C1 kondenzátor a VD1 nyitott diódán keresztül a rákapcsolt U feszültség amplitúdóértékére töltődik. Ha a szorzó bemenetére pozitív félciklusú feszültséget kapcsolunk, a A C2 kondenzátort a VD2 nyitott diódán keresztül 2Ua feszültségre töltjük. A következő szakaszban - a negatív félciklusban - a C3 kondenzátor a VD3 diódán keresztül 2U feszültségre töltődik. És végül, a következő pozitív félciklusban a C4 kondenzátort 2U feszültségre töltjük.
Nyilvánvaló, hogy a szorzó indítása több váltakozó feszültség periódusban történik. állandó kimeneti feszültség a sorosan kapcsolt és folyamatosan újratöltött C2 és C4 kondenzátorok feszültségeinek összege 4Ua.
ábrán látható. Az 1 szorzó a soros szorzókra vonatkozik. Vannak párhuzamos feszültségszorzók is, amelyek szorzófokozatonként kevesebb kapacitást igényelnek. ábrán. A 2. ábra egy ilyen félhullám-szorzó diagramját mutatja.
A leggyakrabban használt soros szorzók. Sokoldalúbbak, a feszültség a diódákon és a kondenzátorokon egyenletesen oszlik el, és több szorzási lépés is megvalósítható. Megvannak a saját előnyei és párhuzamos szorzói. Hátrányuk azonban, mint a kondenzátorokon a feszültség növekedése a szorzási fokozatok számának növekedésével, alkalmazásukat körülbelül 20 kV kimeneti feszültségre korlátozza.
ábrán. A 3. és 4. ábrán a teljes hullámú szorzók diagramja látható. Az első (3. ábra) előnyei a következők: a C1, C3 kondenzátorokra csak amplitúdó feszültség kerül, a diódák terhelése egyenletes, és a kimeneti feszültség jó stabilitása érhető el. A második szorzó, amelynek áramköre az ábrán látható. 4. olyan tulajdonságokkal tűnnek ki, mint a nagy teljesítmény biztosításának lehetősége, a gyártás egyszerűsége, a terhelés egyenletes elosztása az alkatrészek között, a szorzási lépések nagy száma.
A táblázat a paraméterek jellemző értékeit és a feszültségszorzók körét mutatja.
A szorzó kiszámításakor be kell állítani a fő paramétereit: kimeneti feszültség, kimeneti teljesítmény, bemeneti váltakozó feszültség, szükséges méretek, működési feltételek (hőmérséklet, páratartalom).
Ezenkívül figyelembe kell venni néhány korlátozást: a bemeneti feszültség legfeljebb 15 kV lehet, a váltakozó feszültség frekvenciája 5 ... 100 kHz-en belül korlátozott. kimeneti feszültség - legfeljebb 150 kV, intervallum Üzemi hőmérséklet-55-től +125*С-ig, páratartalom pedig - 0...100%. A gyakorlatban 50 W-ig terjedő kimenő teljesítményű szorzókat fejlesztenek és használnak, bár a 200 W-os vagy ennél nagyobb értékek reálisan elérhetők.
A szorzó kimeneti feszültsége a terhelési áramtól függ. Feltéve, hogy a bemeneti feszültség és frekvencia állandó, a következő képlet határozza meg: Uout = N · Nin - /12FC, ahol I a terhelési áram. A; N a szorzófokozatok száma; F a bemeneti feszültség frekvenciája. Hz; C a fokozati kondenzátor kapacitása, f. A kimeneti feszültség, áram beállítása. frekvencia és lépések száma, amelyből a lépéskondenzátor szükséges kapacitását számítják ki.
Ez a képlet a soros szorzó kiszámítására szolgál. Ezzel párhuzamosan az azonos kimeneti áram eléréséhez a szükséges kapacitás kisebb. Tehát, ha a soros kapacitás 1000 pF, akkor egy háromfokozatú párhuzamos szorzóhoz 1000 pF / 3 = 333 pF kapacitásra lesz szükség. Az ilyen szorzó minden következő szakaszában nagy névleges feszültségű kondenzátorokat kell használni.
A diódák fordított feszültsége és a kondenzátorok üzemi feszültsége a soros szorzóban megegyezik a bemeneti feszültség teljes lengésével.
Nál nél gyakorlati megvalósítás szorzót, kiemelt figyelmet kell fordítani elemeinek megválasztására, elhelyezésére és szigetelőanyagaira. A kialakításnak megbízható szigetelést kell biztosítania a koronakisülés elkerülése érdekében, ami csökkenti a szorzó megbízhatóságát és meghibásodásához vezet.
Ha a kimeneti feszültség polaritását meg akarjuk változtatni, akkor a diódák polaritását meg kell fordítani.
Az elektromos szilárdság biztosításának szükségessége miatt a nagyfeszültségű transzformátorok méretei és tömegei nagyon megnőnek. Ezért kényelmesebb a feszültségszorzók használata a nagyfeszültségű, kis teljesítményű tápegységekben. A feszültségszorzók kapacitív terhelési reakcióval rendelkező egyenirányító áramkörökön alapulnak. Az ilyen áramkörök működési elve az, hogy a sorba kötött kondenzátorokat külön-külön töltik a transzformátor viszonylag kisfeszültségű szekunder tekercséből a szelepeiken (diódáikon) keresztül, de mivel a kondenzátorok a terheléshez képest sorba vannak kötve, a teljes feszültség egyenlő lesz az összes kondenzátor feszültségeinek összegével, majd az áramkör kimeneti feszültségét meg kell szorozni a hagyományos egyenirányító feszültségével.
A szorzókör belső ellenállása a fokozatok számának növekedésével nő, ezért nagy ellenállású terheléseken kell működnie. A legszélesebb körben használt egyfázisú szimmetrikus és aszimmetrikus feszültségszorzó áramkörök.
A szimmetrikus feszültségszorzó áramkörök abban különböznek a kiegyensúlyozatlanoktól, hogy a transzformátor szekunder tekercséhez csatlakoznak.
Az egyfázisú aszimmetrikus szorzóáramkörök olyanok soros csatlakozás több egyforma egyciklusú áramkörök kapacitív egyenirányítók.
Az ábrán látható áramkörben minden következő kondenzátor magasabb feszültségre van feltöltve. Ha EMF másodlagos a transzformátor tekercselése pontról irányul A lényegre törő b, akkor az első szelep kinyílik és a C1 kondenzátor feltöltődik. Ezt a kondenzátort az U2m transzformátor szekunder tekercsének feszültségamplitúdójával megegyező feszültségre kell feltölteni. Amikor a szekunder tekercs EMF-je megváltozik, a második kondenzátor töltőárama átfolyik az áramkörön: pont A, C1 kondenzátor, VD2 szelep, C2 kondenzátor, pont b. Ebben az esetben a C2 kondenzátor feszültségre van feltöltve UC2=U2m+UC1=2U2m, mivel a transzformátor és a C1 kondenzátor szekunder tekercséről kiderült, hogy sorba és koordinálva vannak csatlakoztatva. A szekunder tekercs EMF irányának ezt követő megváltoztatásával a harmadik C3 kondenzátor az áramkör mentén töltődik: pont b, C2, VD3, C3 pont A szekunder tekercselés. A C3 kondenzátor feszültségre töltődik UC3 = U2m+UC2≈3U2m stb.
Így minden következő kondenzátoron a feszültségarány megfelel UCn = nU2m.
A szükséges nagyfeszültséget eltávolítják az egyik Cn kondenzátorból.
A következő ábrán látható áramkörben a kondenzátorokon a legnagyobb feszültség megegyezik a szekunder tekercs feszültségének kétszeresével.
A szekunder tekercs feszültségének első félciklusában a C1 kondenzátor a VD1 szelepen keresztül az U2m szekunder tekercs feszültségének amplitúdóértékére töltődik. A második félciklusban a transzformátor szekunder tekercsének feszültsége megváltoztatja az irányát, és a C1 kondenzátor feszültségének megfelelően bekapcsol. A C2 kondenzátor a VD2 szelepen keresztül 2U2m feszültségek összegére töltődik.
A következő félciklusban a C3 kondenzátort a VD3 szelepen keresztül töltik fel. Feszültségre töltődik:
UC3 = -UC1 + U2m + UC2 = -U2m + U2m + 2U2m = 2U2m
Könnyen belátható, hogy az áramkör fennmaradó kondenzátorai a szekunder tekercs feszültségének kétszeresére vannak feltöltve. Ebben az áramkörben, az elsőtől eltérően, a szorzott feszültséget nem egy, hanem több kondenzátorból távolítják el.
A szorzóáramkörökben a terhelési áram növekedésével a kimeneti feszültség jelentősen csökken. A vizsgált szorzóáramkörökben a hullámzási frekvencia megegyezik a hálózati frekvenciával.
A szorzókör utolsó kondenzátorának feszültsége csak a transzformátor szekunder tekercsének feszültségének azon félciklusa után jelenik meg, amely megfelel a szorzótényezőnek, vagyis egy idő után. tt = nT/2, ahol T az egyenirányított feszültség periódusa.
Latour áramkör (feszültség megkétszerezése)
A Latour áramkör egy hídáramkör, amelyben a híd két karja a VD1 VD2 szelepekre van kapcsolva, a másik két kar pedig a C1 C2 kondenzátor. A transzformátor szekunder tekercse a híd egyik átlójához, a terhelés a másikhoz csatlakozik. A feszültségkettőző áramkör két sorba kapcsolt félhullámú áramkörként ábrázolható, amelyek a transzformátor egy szekunder tekercséről működnek. Az első félciklusban, amikor a potenciál a pont A A szekunder tekercs pozitív a ponthoz képest b, a VD1 szelep kinyílik, és megkezdődik a C1 kondenzátor töltése. Az áram ebben a pillanatban a VD1 és C1 szekunder tekercsen folyik.
A második félciklusban a C2 kondenzátor feltöltődik. A C2 kondenzátor töltőárama a C2 és VD2 szekunder tekercsen keresztül folyik.
A C1 és C2 az Rn1 terhelési ellenálláshoz képest sorba van kötve, és a terhelésen lévő feszültség megegyezik az UC1 UC2 feszültségek összegével.
A feszültségduplázó áramkört legfeljebb 50 W-os kimeneti teljesítményhez és 500-1000 V-os vagy nagyobb egyenirányított feszültséghez használják.
A séma fő előnye az fokozott gyakorisággal hullámzás, alacsony Záróirányú feszültség diódákon egy kétfázisú áramkörhöz képest és elég teljes használat transzformátor. A hátrányok közé tartozik a diódaáram megnövekedett értéke.
Miután a miniatűr kondenzátorok megjelentek a modern elektronikai piacon, amelyekkel nagy kapacitású, használhatóvá vált elektronikus áramkörök feszültségsokszorozó technika. Ebből a célból egy speciális eszközt fejlesztettek ki - egy feszültségszorzót, amely egy bizonyos sorrendben csatlakoztatott diódákon és kondenzátorokon alapul. Ennek a készüléknek a működésének lényege, hogy a kisfeszültségű forrásból nyert váltakozó feszültséget nagyfeszültségű egyenárammá alakítja.
Ezen eszközök kis mérete miatt a tervezett elektronikai eszközök végleges méretei is jelentősen csökkentek. Ezeknek az eszközöknek számos változata létezik, beleértve a Schenkel feszültségszorzót és más, meghatározott berendezésekhez tervezett áramköröket.
Általános tudnivalók a feszültségszorzókról
Az elektronikában a feszültségszorzók speciális áramkörök, amelyek a bemeneti feszültségszintet felfelé alakítják. Ugyanakkor ezek az eszközök egyenirányító funkciót is ellátnak. A szorzót olyan esetekben használják, amikor nem kívánatos további fokozó transzformátort használni az általános áramkörben a tervezés bonyolultsága és a nagy mérete miatt.
Egyes esetekben a transzformátorok nem tudják a feszültséget a kívánt szintre emelni, mivel a szekunder tekercs menetei között meghibásodás léphet fel. Ezeket a funkciókat figyelembe kell venni annak a problémának a megoldása során, hogy hogyan készítsünk különféle lehetőségeket a barkácsolók számára.
A szorzóáramkörök általában a kapacitív terhelésen működő egyfázisú félhullámú egyenirányítók tulajdonságait és jellemzőit használják fel. Ezen eszközök működése során bizonyos pontok között a bemeneti feszültség értékét meghaladó értékű feszültség jön létre. Az áramkörben szereplő dióda következtetései ilyen pontokként működnek. Ha egy másik egyenirányítót csatlakoztat hozzájuk, akkor egy aszimmetrikus feszültségduplázó áramkört kap.
Így az egyes feszültségszorzók, mint emelőberendezések kiegyensúlyozhatók és kiegyensúlyozhatók. Ezenkívül mindegyik az első és a második típusú kategóriákra van felosztva. A szimmetrikus szorzóáramkör két, egymással összekapcsolt aszimmetrikus áramkörből áll. Az egyiknél megváltozott a kondenzátorok polaritása és a diódák vezetőképessége. A szimmetrikus szorzók a legjobb elektromos jellemzőkkel rendelkeznek, különösen az egyenirányított feszültség kettős hullámzási frekvenciájú.
Az elektronikus berendezésekben és berendezésekben általában különféle típusú ilyen eszközöket használnak. Ezeknek az eszközöknek a segítségével lehetővé vált a szorzás végrehajtása és a több tíz és százezer voltos feszültség elérése. Maguk a feszültségszorzók kis tömegükkel, kis méretükkel tűnnek ki, könnyen gyárthatók és tovább üzemeltethetők.
Működés elve
A feszültségszorzó működésének elképzeléséhez vegye figyelembe legegyszerűbb eszközábrán látható. Amikor a feszültség negatív félciklusa hatni kezd, a D1 dióda kinyílik, és a C1 kondenzátor feltöltődik rajta. A töltésnek meg kell egyeznie a rákapcsolt feszültség amplitúdóértékével.
Amikor pozitív hullámú periódus lép fel, a következő C2 kondenzátor a D2 diódán keresztül töltődik. Ebben az esetben a töltés nagy kétszeres értéket kap az alkalmazott feszültséghez képest.
Ezután jön a negatív félciklus, amely alatt a C3 kondenzátor dupla értékre töltődik fel. Ugyanígy a félciklus további változtatása során a C4 kondenzátor feltöltődik, ismét dupla értékkel.
Az eszköz elindításához több ciklusszámú teljes feszültségperiódusra van szükség, ami feszültséget hoz létre a diódákon. A kimeneten kapott feszültségérték a sorba kapcsolt és folyamatosan feltöltött C2 és C4 kondenzátorok feszültségeinek összegéből áll. Végső soron a kimeneti AC feszültség értéke alakul ki, amely a bemeneti feszültség értékének 4-szerese. Ez a feszültségszorzó működési elve.
A legelső C1 kondenzátor, teljesen feltöltve, állandó feszültségértékkel rendelkezik. Vagyis a számításoknál használt Ua konstans komponens funkcióját látja el. Ezért lehetőség van a szorzó potenciáljának további növelésére ugyanazon elv szerint készült további kapcsolatok csatlakoztatásával, mivel a diódák feszültsége ezekben a kapcsolatokban egyenlő lesz a bemeneti feszültség és az állandó komponens összegével. Ennek köszönhetően bármilyen szorzótényezőt kapunk a kívánt értékkel. Az első kivételével az összes kondenzátor feszültsége 2x Ua lesz.
Ha a szorzó páratlan tényezőt használ, akkor az áramkör tetején található kondenzátorokat használják a terhelés csatlakoztatására. Ha éppen ellenkezőleg, az alsó kondenzátorok is érintettek.
A szorzókör hozzávetőleges számítása
A számítás megkezdése előtt be kell állítani az eszköz főbb jellemzőit. Ez különösen fontos, ha saját kezűleg kell feszültségszorzót készítenie. Először is ezek a bemeneti és kimeneti feszültségértékek, a teljesítmény és a teljes méretek. A feszültségparaméterekre vonatkozó bizonyos korlátozásokat is figyelembe kell venni. Értéke a bemeneten nem lehet több, mint 15 kV, a frekvenciatartomány határai 5-100 kHz.
A kimenő nagyfeszültségű feszültség ajánlott értéke nem haladja meg a 150 kV-ot. A feszültségsokszorozó kimenő teljesítménye 50 W-on belül van, bár lehet ennél magasabb paraméterű készüléket is készíteni, amelyben a teljesítmény eléri a 200 W-ot is.
A kimeneti feszültség közvetlenül kapcsolódik az áramterhelésekhez, és a következő képlettel számítható ki: Uout = N x Uin - (I (N3 + +9N2 /4 + N/2)) / 12FC, amelyben N a lépések számának felel meg. , I - áramterhelés, F - bemeneti feszültség frekvencia, C - generátor kapacitása. Ha előre beállítja a szükséges paramétereket, adott képlet segít könnyen kiszámítani, hogy az áramkörben használt kondenzátoroknak mekkora kapacitással kell rendelkezniük.