Описание схемы мощного удвоителя постоянного напряжения | ASUTPP
Часто на практике может возникнуть необходимость получить напряжение большее, чем может выдать имеющийся источник питания. Широко известны схемы удвоения напряжения при помощи конденсаторов, но, как правило, такие схемы не могут обеспечить достаточно высокие токи в нагрузке.
В данной статье предлагается вариант достаточно простой схемы, позволяющей устранить этот недостаток.
Схема удвоителя постоянного напряженияСхема удвоителя постоянного напряжения
На основе микросхемы цифровой логики можно собрать удвоитель постоянного напряжения, способный выдать в нагрузке ток до 2 А и более.
В качестве микросхемы можно применить МС цифровой логики (элементы «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ») типа К561ЛА7, К561ЛЕ5 или аналогичные. На этой микросхеме собран генератор импульсов, частота генерации которого определяется цепочкой R1C1R2.
Вырабатываемые противофазные импульсы с выходов цифровой МС управляют мощными ключевыми транзисторами Т1 и Т2. Резистор R3 и конденсатор C2 представляют собой цепь задержки импульсов разной фазы, чтобы исключить возможность короткого замыкания на выходе схемы во время переключения фаз.
Конденсаторы С3 и С4 служат для уменьшения уровня пульсаций выходного напряжения. При больших токах нагрузки величины их ёмкостей желательно увеличить до значения 10 мкФ или более. Кроме того, параллельно конденсатору С4 будет полезно включить конденсатор небольшой ёмкости (0,1…1,0 мкФ), керамический или плёночный, для лучшей фильтрации ВЧ пульсаций выходного напряжения.
Диоды в схеме можно применить типов КД202, КД242, IN4007 или другие, рассчитанные на максимальный ток нагрузки блока питания. Транзисторы тоже нужны на соответствующую мощность.
Можно применить, например, транзисторы KT825, TIP126, 2N6041, BDW48 или аналогичные. Их следует установить на радиаторы, размеры которых подобрать, исходя из максимальной выходной мощности нагрузки и типа применённых транзисторов.
Удвоитель напряжения постоянного тока
Вместе с каналом «Обзоры посылок и самоделки от jakson» будем собирать схему.
Автор видео ищет интересные применения микросхеме-таймеру NE 555, на раз это удвоитель напряжения. Это, пожалуй, одна из самых простых, доступных схем без использования трансформаторов, катушек, других деталей, которые порой трудно найти.
Микросхема и другие радиодетали в этом китайском магазине.
Схема может увеличить напряжение постоянного тока с 12 до 24 V, но при этом есть один недостаток, ток не высокий, буквально до 50 мА. Понадобится подобный удвоитель напряжения только для устройств с малым потреблением. Но бывает еще одна его версия с использованием транзисторов, там уже ток будет повыше.
Схема удвоителя напряжения 12-24 вольта
Из деталей, которые понадобятся для сборки и пайки, это таймер NE 555, 2 резистора один на 15К, другой на 27 К, 2 неполярных конденсатора на 0,01 мкФ, 3 полярных конденсатора, 2 из которых имеют емкость 330 мкФ, один на 470 мкФ. Ну, последнее, это 2 диода, указано 1N4001, но на самом деле для сборки этой схемы подойдет, большинство других диодов.
Все детали, которые понадобятся, отставил в сторонку. Будем все собирать на макетной печатной плате. Сначала не совсем уверен в работоспособности, тем более в надежности этой схемы, поскольку брал ее из непроверенного источника. Но на данный момент единственный способ проверить — это ее собрать. Самому интересно будет ли она работать.
Рассмотрим как собирать подобные устройства, поскольку новички часто задают подобный вопрос в личных сообщениях, поэтому решил его разъяснить.
Начнем с того, что собирается все довольно-таки просто и, пожалуй, подобные схемы не намного сложнее каких-нибудь радиоконструкторов.
Все линии, примыкающие к деталям, к выводам, являются проводниками, они всегда параллельны или составляют между собой угол в 90 градусов, иначе быть не может. В местах их соединений используются точки, а там, где соединений нет, точки соответственно тоже не будет, то есть эти 2 проводника между собой не соединяются. Все детали в схеме имеют свое обозначение, отличаются по форме. Перечень всех маркировок вы сможете найти в интернете, они там все будут подписаны. Бывает так, что маркировка одной, той же детали в разных случаях может отличаться, поскольку это зависит от автора, от источника. Например, те же самые резисторы могут отличаться зигзагами, поэтому все детали подписаны, например R1, R2 это резисторы, C1, C2 – конденсаторы, VD1, VD2 – диоды. Указаны номиналы. Так устроены не все схемы. Бывает, что эти номиналы указаны в отдельной таблице. Но в любом случае, каждая будет подписана своей маркировкой, номером. Хотя бывает, что, этого нет. Но, в таком случае, у всех будет подписан номинал.
По поводу номиналов на примере резисторов, конденсаторов.
Начнем с резисторов. Написано 15К. 15К – это 15 Кило, то есть буква «К» в конце обозначает «Килоом», если буквы «К» не будет – это «ом». В общем, все просто. Соответственно, 27К – 27 Килоом. Далее, конденсаторы. Уже немного сложнее. В нашем случае – это микрофарады, поскольку только они указываются с цифрой после запятой. Например, нанофарады, пикофарады так не указываются. Ну, также они обычно указываются буквами nf, pf, то есть нанофарады, пикофарады. Это то, что касается маркировки неполярных конденсаторов. А полярные конденсаторы всегда указываются в микрофарадах. По крайней мере, иного способа указаний ни разу не встречал. Хотя, возможно, в некоторых специфических схемах, используются большие величины. По крайней мере, пикофарады, нанофарады для обозначения полярных конденсаторов не используют.
Далее про полярности деталей. У некоторых она есть, у других нет. Например, у резисторов, неполярных конденсаторов полярности нет, то есть нет разницы — каким образом их устанавливать, куда какой вывод подсоединять, что не скажешь о полярных или как по-другому их называют электролитических конденсаторов, диодов. У этих деталей есть 2 разных вывода, один положительный, другой отрицательный. Например, в этой схеме у конденсаторов положительный вывод отмечен плюсом. Но опять же бывают другие, там маркировка немного отличается. Ну, соответственно другой контакт является отрицательным. А если ориентироваться по детали, например, если это новый конденсатор, то длинная ножка — это плюсовой контакт, короткая – минусовой. Или если деталь не новая, то проще будет ориентироваться по полоске со стороны минусового контакта. Такая белая полоска, ну, соответственно с минусом.
У диодов то же самое, только там положительный, отрицательный вывод называется по-другому – анод, катод. Анод – это положительный контакт, катод – отрицательный. Если ориентироваться по корпусу диода, то со стороны серой полоски находится отрицательный контакт, то есть катод. Действует такая же аналогия, как, с конденсаторами: если деталь новая, то положительный контакт будет длиннее.
Последняя деталь удвоителя напряжения – микросхема. В нашем случае 8-контактная. Каждый ее вывод пронумерован. Зачастую микросхема обозначается прямоугольной фигурой. Также бывают варианты треугольной. Опять же зависит от автора, источника.
Далее с 5 минуты на видео про сборку простого удвоителя напряжения. В представленной модели постоянный ток увеличивается с 12 до 24 вольт.
Как удвоить напряжение постоянного тока
By Djon , February 20, in Питание. Движок без нагрузки потребляет 1 А. Как повысить напряжение ну хотя бы в двое, подскажите пожалуйста простую схему. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6!
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ОЧЕНЬ ПРОСТОЙ УДВОИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Своими руками
Удвоитель напряжения. Схема
То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить В постоянного тока из В переменного тока источника, а с помощью умножителя на четыре — В постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах 0,7В на каждом. В реальных схемах любая нагрузка будет уменьшать полученное напряжение. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна числу звеньев.
Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток.
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность. Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки. Особенности: симметричная схема, превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене. Особенности: нагрузочная характеристика имеет две области — область низкой мощности — в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности — при выходном напряжении ниже U.
Особенности: наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания. Особенности: хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов. На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено.
Коллекция схем умножителей напряжения. Портал для радиолюбителей.
Удвоитель напряжения
Удвоитель напряжения применяется для получения из пониженного переменного напряжения более высокого напряжения постоянного тока. Схема удвоителя напряжения довольно проста и, как правило, состоит всего из четырех компонентов — двух выпрямительных диодов и двух электролитических конденсаторов. В данной схеме удвоителя напряжения, конденсатор С1 заряжается через диод VD1 1N каждый положительный полупериод. Емкость C2 заряжается через диод VD2 каждую отрицательную половину цикла до вольт.
имеем постоянное напряжение 9в с блока питания. надо удвоить. В процесс вмешивается ток зарядки/разрядки кондера, который.
Форум самодельщиков: Самый простой удвоитель и умножитель напряжения. — Форум самодельщиков
Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум. Удвоитель постоянного напряжения. Подскажите схему самую простую Dr.
Удвоитель напряжения постоянного тока
Удвоитель — это устройство, которое предназначено для преобразования пульсирующего напряжения. Происходит данный процесс на каскадах. Стандартный удвоитель переменного напряжения состоит из набора конденсаторов и диода. Также стоит отметить, что существуют низкочастотные модификации, которые производятся со стабилизаторами. Наиболее часто они встречаются в экранах.
Забыли пароль? Изменен п.
Академия Гитарной Электроники: удвоитель постоянного напряжения — Академия Гитарной Электроники
Перейти к содержимому. Отправлено 27 July — Отправлено 28 July — Отправлено 29 July — Отправлено 30 July — Отправлено 31 July —
Схема удвоения постоянного напряжения на диодах и конденсаторах
Таймер Здесь представлены маломощного удвоителя напряжения на базе таймера NE , который может быть легко использованы с устройствами, которые требуют более высокого напряжения, чем напряжение стандартного элемента питания. Все миниатюрные электронные устройства работают от батарей. Некоторые из них нуждаются в более высоком напряжении питания, чем стандартное напряжения батареи. Если батареи с таким напряжение отсутствует, мы вынуждены последовательно подключать дополнительные элементы, наращивая, таким образом, напряжение постоянного тока.
Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток. Скажите.
Как удвоить напряжение переменного тока?
Напряжение переменного тока можно удвоить при помощи трансформатора. Для этого вторичная обмотка трансформатора должна содержать в два раза больше витков провода чем первичная обмотка. Подключив источник тока к первичной обмотке на вторичной получим удвоенное напряжение. Обычный удвоитель напряжения переменного тока составляется из двух электролитических конденсаторов и двух выпрямительных диодов, получая на выходе удвоенное напряжение постоянного тока.
Как повысить постоянное и переменное напряжение
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Умножитель напряжения на all-audio.pro 7В переменного,стало 40В постоянного напряжения.Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности.
Удвоитель напряжения означает, что напряжение на его выходе в два раза выше чем на выходе обычного выпрямителя.
Это, пожалуй, одна из самых простых, доступных схем без использования трансформаторов, катушек, других деталей, которые порой трудно найти. Схема может увеличить напряжение постоянного тока с 12 до 24 V, но при этом есть один недостаток, ток не высокий, буквально до 50 мА. Понадобится подобный удвоитель напряжения только для устройств с малым потреблением. Но бывает еще одна его версия с использованием транзисторов, там уже ток будет повыше. Из деталей, которые понадобятся для сборки и пайки , это таймер NE , 2 резистора один на 15К, другой на 27 К, 2 неполярных конденсатора на 0,01 мкФ, 3 полярных конденсатора, 2 из которых имеют емкость мкФ, один на мкФ. Ну, последнее, это 2 диода, указано 1N, но на самом деле для сборки этой схемы подойдет, большинство других диодов.
То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить В постоянного тока из В переменного тока источника, а с помощью умножителя на четыре — В постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах 0,7В на каждом. В реальных схемах любая нагрузка будет уменьшать полученное напряжение. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды.
Удвоение постоянного напряжения
Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot]. Предыдущее посещение: менее минуты назад Текущее время: 09 окт , Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более клиентов и свыше заказов в день! Добавлено: 20 апр ,
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 24.7 Преобразователи постоянного напряжения.
Умножители напряжения на диодах
До недавнего времени умножители напряжения недооценивали. При частоте переключения 1 кГц, и тем более при 20 кГц, умножитель напряжения заслуживает переоценки его возможностей. Некоторые полезные схемы умножителей напряжения показаны на рис. А показывает, что способ начертания схемы может иногда вводить в заблуждение.
Умножитель напряжения облегчает создание хорошего инвертора. Трансформатор инвертора лучше всего работает с коэффициентом трансформации около единицы. Так, те, кто экспериментировали с инверторами и преобразователями хорошо знают, что наиболее вероятным сбоем в работе даже простой схемы являются колебания, частота которых отличается от расчетной.
Схемы умножителей напряжения. Обе схемы на рис. А электрически идентичны. Подобное рассуждение справедливо и для других умножителей. Для напряжения прямоугольной формы величина cocr может быть значительно меньше На рис.
Схемы, показанные на рис. Схема на рис. Схема рис. С работает как однополупериодный утроитель. Двухполупериодный учетверитель показан на рис. Они используются также в счетчиках Гейгера, лазерах, электростатических сепараторах и т. Используя конденсаторы большой емкости, всегда можно улучшить стабильность напряжения и уменьшить пульсации.
Соединяя большое число элементарных каскадов, можно получать очень высокие постоянные напряжения. В схеме на рис. Однако номинальные напряжения конденсаторов должны постепенно повышаться по мере того, как они приближаются к выходу схемы. Хотя при частоте 60 Гц это приводит к увеличению габаритов и стоимость, но при высоких частотах эти недостатки менее чувствительны.
Чем больше емкость конденсаторов, тем лучше стабильность и меньше пульсации. Схема, показанная на рис. Заметьте, что она работает от однополярной последовательности импульсов.
Это схема умножителя напряжения Кок-рофта-Уолтона, которая часто встречается в литературе. В качестве напряжения V принимается максимальная величина пульсаций. Разумной можно считать величину мВ, тогда. Два варианта многокаскадного умножителя напряжения. А В этой схеме ни на одном конденсаторе нет напряжения выше 2Е. В Особенностью этой схемы является общая точка заземления для входа и выхода. Отметьте числа, стоящие рядом с конденсаторами в схеме на рис. Откуда берутся эти числа?
Эти потери энергии минимальны, если емкости конденсаторов рассчитаны так, как было сказано выше. В противном случае скачком тока могут быть разрушены диоды. С другой стороны, во многих случаях можно обойтись вообще без защиты, потому что вполне доступны диоды, работающие с большими пиковыми токами. При работе с высокими напряжениями величина прямого падения напряжения на диодах не существенна.
В рубрике Источники питания , Теория. Метки: блок питания умножитель напряжения. Вы можете подписаться на новые комментарии к этой записи по RSS 2. Вы можете оставить комментарий или trackback со своего сайта. День добрый! Вопрос от художника — художнику… Четырехкаскадный умножитель питается от блокинга Вольт.
Заряжает 4мк 1КВ. Постоянно горит один и тот же диод первый. Вопрос: почему горит, и как можно избежать этого. Возможно, этот диод повреждает ток самоиндукции трансформатора блокинг генератора. При замыкании искра ток через обмотку сильно возрастает, а затем падает размыкание. Защитится можно используя варистор, установленный после блокинг гененратора перед умножителем. Хорошо бы схему увидеть. Видео про варистор:. Имя required. Почта не публикуется required. Чувствительный радиомикрофон на транзисторах МГц 9.
Ключи на полевых транзисторах в схемах на микроконтроллере Ручной регулятор мощности — варианты схем Последовательное и параллельное включение обмоток. Оптические датчики. Фоторезисторы в схемах на МК 5. Основные идеи, лежащие в основе резонансного режима работы 8.
Микросхемы маломощного высоковольтного импульсного преобразователя серии TNY2xx Генераторы высокого напряжения с емкостными накопителями энергии Введение в язык программирования Arduino 9.
В рубрике Источники питания , Теория Метки: блок питания умножитель напряжения Вы можете подписаться на новые комментарии к этой записи по RSS 2. Lantan says:.
Оставить комментарий Нажмите сюда для отмены комментария. Имя required Почта не публикуется required Сайт. Подписаться на NauchebeNet.
Удвоитель напряжения: особенности и принцип работы. Как удвоить напряжение постоянного тока
Таймер Здесь представлены маломощного удвоителя напряжения на базе таймера NE , который может быть легко использованы с устройствами, которые требуют более высокого напряжения, чем напряжение стандартного элемента питания. Все миниатюрные электронные устройства работают от батарей. Некоторые из них нуждаются в более высоком напряжении питания, чем стандартное напряжения батареи. Если батареи с таким напряжение отсутствует, мы вынуждены последовательно подключать дополнительные элементы, наращивая, таким образом, напряжение постоянного тока.
То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить В постоянного тока из В переменного тока источника, а с помощью.
Удвоитель напряжения
Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум. Удвоитель постоянного напряжения.
Схема удвоения постоянного напряжения на диодах и конденсаторах
До недавнего времени умножители напряжения недооценивали. При частоте переключения 1 кГц, и тем более при 20 кГц, умножитель напряжения заслуживает переоценки его возможностей. Некоторые полезные схемы умножителей напряжения показаны на рис. А показывает, что способ начертания схемы может иногда вводить в заблуждение. Умножитель напряжения облегчает создание хорошего инвертора.
Удвоитель напряжения применяется для получения из пониженного переменного напряжения более высокого напряжения постоянного тока.
Удвоитель напряжения. Схема
Перейти к содержимому. Отправлено 27 July — Отправлено 28 July — Отправлено 29 July — Отправлено 30 July —
Форум самодельщиков: Самый простой удвоитель и умножитель напряжения. — Форум самодельщиков
Умножители напряжения — это специальные схемы преобразующие в сторону увеличения уровень напряжения. Такие схемы обычно совмещают в себе две функции: выпрямление и умножение напряжения. Применение умножителей наиболее оправдано в случаях, когда наличие дополнительного повышающего трансформатора нежелательно повышающий трансформатор — элемент достаточно сложный, особенно при высокой частоте напряжения, и габаритный или не может обеспечить требуемый уровень напряжения при высоких напряжениях высока вероятность пробоя между витками вторичной обмотки трансформатора. Схемы умножителей, как правило, строятся с использованием свойств однофазного однополупериодного выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку. Этот выпрямитель во время своей работы может создавать между определенными точками напряжение, величина которого больше величины входного напряжения.
собсно в названии темы все написано. имеем постоянное напряжение 9в с блока питания. надо удвоить. нужна самая простая схема.
Умножители напряжения схема
Перейти к содержимому. Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое! Отправлено 13 July —
Easyelectronics.ru
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Топ 5 самых популярных схем выпрямителей , умножителей, преобразователей напряженияУдвоитель напряжения применяется для получения из пониженного переменного напряжения более высокого напряжения постоянного тока. Схема удвоителя напряжения довольно проста и, как правило, состоит всего из четырех компонентов — двух выпрямительных диодов и двух электролитических конденсаторов. В данной схеме удвоителя напряжения, конденсатор С1 заряжается через диод VD1 1N каждый положительный полупериод. Емкость C2 заряжается через диод VD2 каждую отрицательную половину цикла до вольт. Поскольку оба конденсатора подключены последовательно, то на выходе мы получим постоянное напряжение в вольта.
Удвоитель — это устройство, которое предназначено для преобразования пульсирующего напряжения.
Загрузок: Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Скажите кто знает: Нужно удвоить напряжение сетевой частоты после. Умножители напряжения это специальные схемы преобразующие в сторону. Принципы построения и работы схем умножения напряжения. Умножитель напряжения. И с практикой, а не только схемы.
Удвоитель напряжения означает, что напряжение на его выходе в два раза выше чем на выходе обычного выпрямителя. Удвоители, также как и обычные выпрямители, бывают двух типов: однополупериодные и двухполупериодные. На рисунке справа представлена схема обычного однополупериодного удвоителя с положительным напряжением на выходе.
Удвоитель напряжения
Удвоитель постоянного напряжения
(однополупериодный)
Удвоитель напряжения означает, что напряжение на его выходе в два раза выше чем на выходе обычного выпрямителя. Удвоители, также как и обычные выпрямители, бывают двух типов: однополупериодные и двухполупериодные. На рисунке справа представлена схема обычного однополупериодного удвоителя с положительным напряжением на выходе. Однополупериодным умножителям напряжения присущи теже недостатки, что и аналогичным выпрямителям. Можно увидеть, что частота заряда конденсатора C1 равна частоте входного напряжения. Т.е. он заряжается один раз за период. Между этими циклами зарядки идёт цикл разрядки такой же длительности. Поэтому в этой схеме необходимо серьёзно отнестись к сглаживанию пульсаций.
Двухполупериодный удвоитель напряжения
Но более распространён двухполупериодный удвоитель напряжения. Сразу надо сказать, что как предыдущая схема, так и эта, может быть подключена к сети переменного напряжения напрямую, минуя трансформатор. Это если требуется напряжение, вдвое превышающее сетевое и не требуется гальваническая развязка с сетью.
В этом случае серьёзно повышаются требования к соблюдению техники безопасности!
Схема удвоителя напряжения
(двухполупериодный)
Резистор R0, как обычно, установлен для ограничения импульсов тока в диодах. Его значение сопротивления невелико и, как правило не превышает сотен ом. Резисторы R1 и R2 необязательны. Они установлены параллельно конденсаторам C1 и C2 для того, чтобы обеспечить разряд конденсаторов после отключения от сети и от нагрузки. Также, они обеспечивают выравнивание напряжения на C1 и C2.
Работа удвоителя очень похожа на работу обычного двухполупериодного выпрямителя. Разница в том, что здесь выпрямитель в каждом из полупериодов нагружен на свой конденсатор и заряжает его до амплитудного значения переменного напряжения. Удвоенное выходное напряжение получается путём сложения напряжения на конденсаторах.
В тот момент, когда напряжение в точке А относительно точки B положительно, через диод D1 заряжается конденсатор C1. Его напряжение практически равно амплитуде переменного напряжения вторичной обмотки конденсатора. В следующий полупериод напряжение в точке А отрицательно по отношению к точке B. В этом момент ток идёт через диод D2 и заряжает конденсатор C2 до такого же амплитудного значения. Так как конденсаторы соединены последовательно по отношению к нагрузке, то мы получаем сумму напряжений на этих конденсаторах, т.е. удвоенное напряжение.
Конденсаторы C1 и C2 желательно должны иметь одинаковую ёмкость. Напряжение этих электролитических конденсаторов должно превышать амплитудное значение переменного напряжения. Также должны быть равны и номиналы резисторов R1 и R2.
Схема — удвоение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4
Схема — удвоение
Cтраница 4
Применяют схемы одно — и двухполупериодного выпрямления, а также схемы удвоения, позволяющие получать выпрямленное напряжение, которое в два с лишним раза выше напряжения, получаемого от испытательного трансформатора. [47]
На рис. 152, г и 152, д показаны схемы удвоения постоянного напряжения. Схема на рис. 152, г используется наиболее часто и представляет собой два однополупериодных выпрямителя, соединенных последовательно, по постоянному току. При работе схемы каждый из конденсаторов заряжается до напряжения, примерно равного Um. [48]
Усилитель мощности питается от выпрямителя высокого напряжения, собранного по схеме удвоения. [50]
Использование обоих полупериодов переменного тока путем включения силовых трансформаторов по схеме удвоения улучшает эффективность установки. Выпрямители в этой схеме должны быть рассчитаны на удвоенное максимальное напряжение трансформатора, а конденсаторы — на максимальное напряжение. [52]
Выпрямитель собран на семи полупроводниковых диодах Д1 — Д7 по схеме удвоения выпрямленного йапряжения. [54]
Схема со средней точкой целесообразна при выпрямлении малых напряжений, а схема удвоения — в тех случаях, когда нужно высокое напряжение при малом токе и мало изменяющейся нагрузке. Последнее обстоятельство важно потому, что эта схема обладает круто падающей внешней характеристикой. [55]
Наряду с приведенными схемами одно — и двухполупериодного выпрямления применяют также схемы удвоения, позволяющие получать выпрямленное напряжение, которое в два с лишним раза выше даваемого испытательным трансформатором. [57]
В качестве выпрямителей применяют обычно либо мостовую схему выпрямления, либо схему удвоения. [59]
Питание счетчиков осуществляется от выпрямителя Д3, Д4, собранного по схеме удвоения. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5
Удвоитель напряжения: особенности и принцип работы
Удвоитель – это устройство, которое предназначено для преобразования пульсирующего напряжения. Происходит данный процесс на каскадах. Стандартный удвоитель переменного напряжения состоит из набора конденсаторов и диода.
Также стоит отметить, что существуют низкочастотные модификации, которые производятся со стабилизаторами. Наиболее часто они встречаются в экранах. К основным параметрам модификаций стоит отнести полюсную проводимость, пороговое напряжение и перегрузку. Для того чтобы более подробно разобраться в удвоителях, стоит рассмотреть принцип работы модели.
Принцип работы удвоителя
Принцип работы удвоителя построен на преобразовании напряжения. Для этого в устройстве имеется целая цепь конденсаторов. Они отличаются по полюсной проводимости и емкости. Диоды в данном случае крепятся на контакторах. При подаче напряжении на удвоитель включается в работу тиристор. Указанный элемент способен работать при определенных частотах.
В данном случае многое зависит от производителя модификации. У некоторых моделей применяется обкладка, которая выступает изолятором. Постоянный ток у моделей проходит через цепь конденсаторов. Выпрямление происходит на модуле, который является неотъемлемым элементом диода. При высоком выходном напряжении довольно часто возникают импульсные помехи. Также к недостаткам удвоителей можно отнести слабое усиление напряжения. Таких проблем нет у трансформаторов.
Модели низкой пульсации
Удвоитель напряжения низкой пульсации подходит для контроллеров и довольно часто устанавливаются на компараторах. Многие модели работают при низкой проводимости. Стабилизаторы используются с расширителями на диодной основе.
Сделать удвоитель напряжения своими руками можно с двумя конденсаторами. Непосредственно диод фиксируется на трансивере. Если говорить про показатели, то максимальная перегрузка составляет у моделей примерно 15 В. При этом коэффициент отклонения может достигать 10%.
Устройства высокой пульсации
Удвоитель напряжения высокой пульсации применяется в сети переменного тока. Довольно часто устройства можно встретить в бытовой технике. Указанные модификации выделяются хорошей проводимостью, поскольку у них используется несколько пар конденсаторов. Устанавливаются модели через тиристор. Многие модификации производятся с обкладкой и обладают хорошей защищенностью. Основным недостатком является высокая пороговая чувствительность. Дополнительно стоит обращать внимание на диоды. У некоторых моделей они применяются без расширителя. Удвоитель напряжения постоянного тока из 12 вольт работает при частоте 30 Гц.
Особенности низкочастотных моделей
Низкочастотные удвоители устанавливаются на компараторах небольшой мощности. Если рассматривать простой удвоитель напряжения, то у него применяются три конденсатора. Диод в данном случае устанавливается на линейном резисторе. Проводимость в устройствах может довольно сильно повышаться. При этом частотность сохраняется за счет стабилизатора. У многих моделей имеется несколько изоляторов. При этом подключение удвоителя может происходить через трансивер. Наиболее распространенными принято считать модели на два триода.
Высокочастотные устройства
Высокочастотный удвоитель напряжения собирается на базе регулируемого конденсатора. У моделей применяется два диода. Проводимость у них составляет примерно 55 мк. Также стоит отметить, что в удвоителях данного типа довольно высокая чувствительность. Некоторые модификации собираются с емкостными стабилизаторами. Модели хорошо подходят под компараторы. Однако они не используются в лампах. Проблема в данном случае заключается в перегреве конденсаторов. Также стоит отметить, что модификации не способны работать при импульсных помехах.
Устройства для накачки лазера
Удвоитель напряжения для накачки лазера работает при высокой частоте. Модули для устройств используются лишь на конденсаторной основе. Многие модели показывают хорошую проводимость, но при этом номинальное напряжение составляет не более 10 В. В приборах применяются диоды разных типов.
Также стоит отметить, что на рынке представлены модификации с открытыми стабилизаторами. У них нет проблем с пригревом, однако модели не способны обеспечивать высокую частотность. Подключение устройств осуществляется через триоды. Также есть модификации на трансиверах. У них высокий параметр полюсной проводимости. Однако к недостаткам можно отнести быстрый износ конденсаторов, вызванный тепловыми потерями.
Устройства для систем рентгеновского излучения
В системах рентгеновского излучения довольно часто встречаются удвоители с конденсаторами проводного типа. У них неплохая проводимость, но есть проблемы с пониженной частотой. Многие модификации способны работать при высоком напряжении. Также стоит отметить, что устройства данного типа часто применяются в лампах. Многие модели оснащаются несколькими полюсными диодами. У них неплохая чувствительность, перегрузка в данном случае составляет 2 А при отклонении в 10%. Некоторые модификации выделяются емкостными конденсаторами. Подключение таких устройств осуществляется только через трансиверы.
Модели для подсветок
Удвоители для подсветок работают только при малой частоте, а номинальное напряжение, как правило, составляет около 10 В. У моделей могут устанавливаться конденсаторы разных типов. Расчет удвоителя напряжения осуществляется исходя из величины выходной проводимости и сопротивления.
Коэффициент перегрузки в основном равняется 2 А. Фильтры устанавливаются на изоляторах и обладают хорошей защищенностью. У многих моделей применяется несколько обкладок. Стабилизаторы встречаются не сильно часто. Резисторы используются как с переходником, так и без него. Найти модификации для подсветки на рынке довольно просто. Показатель фазового сопротивления у них стартует от 30 Ом.
Устройства для дисплеев
Удвоители для дисплеев производятся с парными конденсорами. При этом фильтры устанавливаются только открытого типа. Некоторые модификации работают при частоте от 20 Гц. У них низкая проводимость при высокой чувствительности. Также на рынке представлены модификации на 30 Гц. У них используются линейные конденсаторы, а диод устанавливается на обкладках. Стабилизаторы часто применяются с регулируемым расширителем. Многие удвоители не подходят для компараторов. На входе проводимость едва превышает 5 мк.
Модели для ламп
Удвоители для ламп характеризуются высокой чувствительностью. Минимальная частота у них равняется 20 Гц. Моделям не страшны перегрузки, у них установлен фильтр от помех, который сильно помогает при повышенном напряжении. Многие модификации производятся с несколькими конденсаторами, у которых емкость составляет не более 50 пФ. Также стоит отметить, что производятся модели с несколькими диодами. Если рассматривать обычный удвоитель напряжения постоянного тока, то входная проводимость в среднем составляет 5 мк. Контакты в устройствах используются из меди. Подключение удвоителей стандартно осуществляется через трансивер.
Удвоители в ионных насосах
Для ионных насосов подходят удвоители на линейных конденсаторах. Многие модификации способны выдавать частоту более 3 Гц. Устройства отличаются по защищенности и обладают разной проводимостью. При этом чувствительность у них, как правило, составляет не более 5 мк. Номинальное напряжение у удвоителей стартует от 10 В. Также стоит отметить, что для насосов часто применяются модули на проходных конденсаторах. У них высокая чувствительность. На входе проводимость обеспечивается на уровне 4 мк. Тиристоры подбираются с контактными переходниками. Подключение удвоителей осуществляется через триод. Стабилизаторы в устройствах редко применяются.
Модели для ионизаторов воздуха
У моделей очень часто встречаются канальные конденсаторы, у которых высокая емкость. Данные устройства выделяются быстрым процессом преобразования, а рабочая частота у них составляет примерно 33 Гц. Расширители у моделей используются проводникового типа. Они способны работать в экономном режиме и потребляют мало электроэнергии.
Стабилизаторы всегда устанавливаются контактного типа. Некоторые модели работают от импульсного триода. Приводимость составляет не менее 10 мк. Если рассматривать удвоитель постоянного напряжения, то у него имеются переходные конденсаторы, у которых низкая емкость. Показатель чувствительности в данном случае стартует от 6 мВ. Данные устройства замечательно подходят для компараторов.
Цепь удвоителя напряжения | Четырехступенчатый умножитель постоянного напряжения
Цепь удвоителя напряжения:
Цепь удвоителя напряжения создает выходное напряжение, которое примерно вдвое превышает пиковое напряжение входного сигнала. Рассмотрение схемы удвоителя напряжения на рис. 3-42 показывает, что это просто комбинация двух диодно-конденсаторных фиксирующих цепей без разрядных резисторов. На самом деле, работа схемы аналогична работе зажимных цепей.
Когда входное напряжение отрицательное, как показано на рис. 3-43(a), диод D 1 смещен в прямом направлении, а C 1 заряжается до (E – V F1 ) с указанной полярностью. D 2 смещен в обратном направлении в течение отрицательного полупериода входа, поэтому заряд C 2 в это время не изменяется.
На рис. 3-43(b) показано, что происходит во время входного положительного полупериода. D 1 теперь смещен в обратном направлении, а D 2 смещен в прямом направлении.Напряжение, подаваемое на D 2 и C 2 , представляет собой сумму входного напряжения и напряжения на C 1 . Итак, как показано, конденсатор C 2 заряжается до
Видно, что, когда падение напряжения на диоде намного меньше, чем входное напряжение, выходное напряжение примерно вдвое превышает пиковую входную амплитуду. Полярность выходного напряжения можно изменить, поменяв местами полярность диодов и конденсаторов.
Выходные клеммы схемы удвоителя напряжения — это клеммы конденсатора C 2 .Ток нагрузки частично разряжает конденсаторы, вызывая падение выходного напряжения, аналогично тому, как возникает наклон на выходе схемы фиксации. Повторяющийся заряд и разряд C 1 и C 2 приводит к появлению пульсаций на выходе.
Синусоидальная форма входного сигнала схемы удвоителя напряжения создает точно такой же тип пульсаций на выходе, что и однополупериодный выпрямитель [Рис. 3-44(а)]. Однако наиболее часто используемый вход представляет собой источник постоянного напряжения, который был прерван или преобразован в прямоугольную форму волны (рис.3-44(б)].
Конденсатор C 2 обеспечивает ток нагрузки (I L ), а диод D 2 смещен в обратном направлении [Рис. 3-45(а)]. На разряд C 2 приходится половина амплитуды пульсаций выходного напряжения, а на разряд C 1 приходится другая половина амплитуды пульсаций. Уравнение 3-43 можно изменить для расчета емкости C 2 .
В то время как D 2 смещен вперед [Рис.3-45(b)], конденсатор C 1 подает I L и ток подзарядки на C 2 . Ток перезарядки должен быть равен I L для поддержания полного заряда на C 2 , поэтому C 1 обеспечивает 2I L . Применение уравнения 3-43 для расчета C 1 , оказывается, что
Четырехступенчатый умножитель напряжения постоянного тока:
Схема четырехкаскадного умножителя напряжения постоянного тока показана на рис. 3-47. По сравнению с удвоителем напряжения на рис.3-42 видно, что эта схема состоит из двух каскадно включенных цепей удвоения напряжения. Для упрощения объяснения работы схемы предположим идеальные диоды с V F = 0,
.
- Когда V i = -E; D 1 смещен в прямом направлении, а C 1 заряжается через D 1 на E.
- Когда V i = +E; точка A находится на +2E, D 1 смещен в обратном направлении, D 2 смещен в прямом направлении, C 2 заряжается через D 2 на 2E.
- Когда V i = -E; точка A находится близко к уровню земли, точка B находится на 2E (из-за V C2 ), D 2 смещена в обратном направлении, D 3 смещена в прямом направлении, а C 3 заряжается через D 3 на 2Е вольт.
- Когда V i = +E; точка A находится на уровне +2E, точка B находится на уровне +2E, а точка C находится на уровне +4E, D 4 смещен в прямом направлении, а C 4 заряжается через D 4 до 2E вольт.
Результирующее выходное напряжение, взятое между C 2 и C 4 , равно 4E вольт, как показано на рисунке.В схему могут быть добавлены дополнительные каскады для получения более высоких уровней выходного постоянного напряжения. На рис. 3-48 показан другой способ, которым часто рисуются принципиальные схемы умножителя напряжения постоянного тока. Рассмотрение схемы показывает, что она точно такая же, как на рис. 3-47.
Интегрированный двойной повышающий преобразователь постоянного тока Boost–Sepic для топливных элементов и фотоэлектрических систем
https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.08.034Получить права и содержаниеПредлагается новый повышающий интегрированный преобразователь постоянного тока Sepic с двойным повышением.
Предлагаемый преобразователь использует низкое напряжение для всех полупроводниковых устройств.
Предлагаемый преобразователь анализируется как в режиме CCM, так и в режиме DICM.
Пульсации входного тока могут быть уменьшены путем соединения катушек индуктивности L 1 и L 2 .
Предлагаемый преобразователь проверен схемотехническим моделированием и экспериментальными результатами.
Abstract
В этой статье в качестве повышающего преобразователя предлагается интегрированный преобразователь SEPIC с двойным повышением (IDBS). Предлагаемый преобразователь использует один управляемый силовой ключ и две катушки индуктивности и способен обеспечить высокий коэффициент усиления по напряжению без экстремального рабочего цикла переключателя. Две катушки индуктивности могут быть соединены в один сердечник для уменьшения пульсаций входного тока, не влияя на базовую характеристику постоянного тока преобразователя. Кроме того, напряжение на всех полупроводниках составляет менее половины выходного напряжения.Пониженное напряжение на ключе питания позволяет использовать более низкое напряжение и переключатель R DS-ON MOSFET, что еще больше снижает потери проводимости. Принимая во внимание, что низкое напряжение на диодах позволяет использовать выпрямители Шоттки для решения проблемы обратного тока восстановления, что приводит к дальнейшему снижению коммутационных потерь и потерь проводимости. Детальный анализ схемы выполняется для получения расчетных уравнений. Приведен пример конструкции для постоянного тока мощностью 100 Вт/240 В с входным напряжением 24 В постоянного тока .Возможность преобразователя подтверждена результатами моделирования и экспериментального прототипа.
Ключевые слова
Соединительные индуктор
DC-DC Power Converter
Double Boost Converter
High Rep-Up Converter
Sepic Converter
SEPIC Converter
Рекомендуемые статьи Статьи (0)
Посмотреть полный текстCopyright © 2014 Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Схема удвоителя/умножителя постоянного напряжения на микросхеме таймера NE555
Схема удвоителя/умножителя постоянного напряжения представляет собой электронную схему, которая заряжает конденсаторы от входного напряжения и переключает их напряжения таким образом, что в идеальном случае на выходе создается напряжение, в два раза превышающее напряжение на входе.Простейшие из этих схем представляют собой форму выпрямителя, который принимает переменное напряжение в качестве входа и выдает удвоенное постоянное напряжение. Переключающие элементы представляют собой простые диоды, и они переводятся в состояние переключения просто переменным напряжением на входе. Итак, в этом проекте мы создадим схему удвоителя/умножителя постоянного напряжения, используя микросхему таймера NE555.
Эта схема состоит из микросхемы таймера NE555 . Он дает непрерывный прямоугольный сигнал на выходе. Схема имеет частоту колебаний в диапазоне от 670 до 680 Гц.
Аппаратные компоненты
Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали.
[inaritcle_1]555 Распиновка таймера
| PIN № | PIN-код | Описание | 1 | GND | MONEL | 2 | TRIG | Запускается на 1/3 VCC | | 3 | выход | Timer |
| 4 | сброс | ||||||||||
| 9 | CONT | Пороговое управление компаратора | |||||||||
| 6 | Pres | порог PIN-код, установлен на 2/3 VCC | |||||||||
| DRUCCH | Путь с низким содержанием импеданса 0 | ||||||||||
| 8 | VCC | Напряжения чипов (6 В-12 В) |
Схема схемы
Рабочее объяснение
Работу этой схемы можно разбить на две части.Первая часть состоит из микросхемы таймера 555 в нестабильном режиме для генерации прямоугольной волны, а вторая часть состоит из диодов (D1 и D2) и двух конденсаторов (C3 и C4) для удвоения выходного напряжения.
Когда выходной сигнал на контакте 3 микросхемы NE555 низкий, диод D1 смещается в прямом направлении, а конденсатор C3 заряжается через диод D1. Конденсатор C3 (330 мкФ) заряжается до того же напряжения, что и источник, в нашем случае это 12 В. Теперь, когда выход на контакте 3 становится высоким, D1 смещается в обратном направлении и блокирует разрядку конденсатора C3, и в то же время D2 смещается в прямом направлении и позволяет заряжать конденсатор C4 (470 мкФ).Теперь конденсатор C4 (470 мкФ) заряжается комбинированным напряжением конденсатора C3 и напряжением входного источника, то есть 12 В конденсатора C3 и 12 В входного питания, так что он заряжается до прибл. 24В
Приложения
- Они используются во многих электрических и электронных устройствах, таких как микроволновые печи, катушки сильного электрического поля для электронно-лучевых трубок, электростатическое и высоковольтное испытательное оборудование и т. д.
Схема блока питания, разработанная в этом проекте, представляет собой удвоитель напряжения.Удвоитель напряжения генерирует напряжение, вдвое превышающее его входное напряжение. Итак, данная схема питания обеспечивает максимум 23В на выходе при входном напряжении 11,5В. Схема разработана с использованием микросхемы 555 с некоторыми диодами и конденсаторами. Конденсаторы помогают обеспечить удвоенное напряжение на выходе по сравнению с входным напряжением. Конденсатор накапливает заряд от входного напряжения и передает его на выход таким образом, что на выходе получается удвоенное входное напряжение.
Важными частями схемы, разработанной в этом проекте, являются понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, сглаживание напряжения постоянного тока, компенсация переходных токов, защита от короткого замыкания и удвоение напряжения с использованием 555 IC и конденсаторов.
Необходимые компоненты —Рис. 1: Список компонентов, необходимых для удвоителя напряжения на базе микросхемы 555
Блок-схема —
Рис. 2. Блок-схема удвоителя напряжения на микросхеме 555
Цепные соединения —В первую очередь для понижения 230 В переменного тока берется центральный ленточный трансформатор 18В-0-18В. Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем.Полномостовой выпрямитель построен путем соединения четырех диодов 1N4007 друг с другом, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 подключены к одной из вторичных катушек, а катод D4 и анод D3 подключены к центральной ленте вторичной катушки. Подключены катоды D2 и D3, из которых одна клемма выведена с выхода выпрямителя, и подключены аноды D1 и D4, из которых другая клемма выведена из выхода двухполупериодного выпрямителя.
Для регулирования напряжения питания до уровня 12 В сначала между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания подключается конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как Cin). Для регулирования напряжения микросхема LM-7812 подключена параллельно сглаживающему конденсатору. Выход берется с клеммы выхода напряжения микросхемы 7812. Конденсатор емкостью 1 мкФ (обозначен на схеме как Cout) подключен к выходу регулятора напряжения для компенсации переходных токов. Диод D5 подключен между клеммами входного и выходного напряжения регулятора напряжения IC для защиты от короткого замыкания.На выходе стабилизатора напряжения собрана схема нестабильного мультивибратора на ИМС 555 с подключенным на выходах источника питания зарядным конденсатором 22 нФ. Схема мультивибратора заряжает и разряжает конденсатор для получения двойного выходного напряжения.
Как работает схема –Функционирование схемы можно разбить на следующие операции –
1. Преобразование переменного тока в переменный
2. Преобразование переменного тока в постоянный — двухполупериодное выпрямление
3.Сглаживание
4. Компенсация переходного тока
5. Регулирование напряжения
6. Защита от короткого замыкания
7. Удвоение напряжения с помощью нестабильного мультивибратора
Преобразование переменного тока в переменный
Напряжение основных источников питания составляет приблизительно 220-230 В переменного тока, которое необходимо снизить до уровня 12 В. Для снижения напряжения 220 В переменного тока до 12 В переменного тока используется понижающий трансформатор с центральной лентой. Использование трансформатора с центральным отводом позволяет генерировать на входе как положительное, так и отрицательное напряжение, однако с трансформатора будет сниматься только положительное напряжение.Схема допускает некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо взять трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 12 В. Трансформатор должен обеспечивать ток 1А на выходе. Наиболее подходящим понижающим трансформатором, отвечающим указанным требованиям по напряжению и току, является 18В-0-18В/2А. Этот трансформатор понижает напряжение основной сети до +/-18 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.
Рис. 3: Принципиальная схема трансформатора 18-0-18 В
Преобразование переменного тока в постоянный — двухполупериодное выпрямление
Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока посредством выпрямления.Выпрямление – это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — полуволновое выпрямление, а другой — двухполупериодное выпрямление. В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем однополупериодное, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода подключены таким образом, что ток протекает через них только в одном направлении, в результате чего на выходе появляется сигнал постоянного тока.Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.
Рис. 4: Принципиальная схема двухполупериодного выпрямителя
Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 работают последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходную клемму, проходящую через D2, выходную клемму и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 работают последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D3, выходную клемму и D1.Направление тока через выходную клемму в обоих направлениях остается одинаковым.
Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл двухполупериодного выпрямителя
Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл двухполупериодного выпрямителя
Диоды 1N4007 выбраны для создания двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 1 А, а в условиях обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 1000 В.Вот почему в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды 1N4007.
Сглаживание
Сглаживание — это процесс фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. На выходе двухполупериодного выпрямителя нет постоянного напряжения. Выход выпрямителя имеет удвоенную частоту основного питания, но содержит пульсации. Поэтому его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе постоянное напряжение постоянного тока.Итак, к выходу схемы выпрямителя подключен конденсатор емкостью 470 мкФ (на схеме обозначен как Cin). Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих всплесков используется конденсатор. Конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает весь переменный ток через него на землю. На выходе среднее постоянное напряжение остается более плавным и без пульсаций.
Рис. 7. Принципиальная схема сглаживающего конденсатора для удвоителя напряжения на базе микросхемы 555
Регулировка напряжения
Микросхема регулятора напряжения 7812 используется для получения константы 11.5 В от входного напряжения. Микросхема 7812 может иметь входное напряжение от 14,5 В до 27 В и обеспечивает постоянное выходное напряжение от 11,4 В до 12,6 В. IC имеет максимальный предел тока 1A. На выходе LM7812 подключен потенциометр RV1. Переменный щуп RV1 подключен к входу 555 IC. Этот потенциометр помогает обеспечить переменное входное напряжение для микросхемы 555. Диапазон выходного напряжения этого RV1 составляет от 5В до 12В. Поэтому на выходе получается переменное напряжение.
Компенсация переходных токов
К выходным клеммам регулятора напряжения подключен параллельно конденсатор емкостью 1 мкФ (обозначен на схеме как Cout).Конденсатор помогает быстро реагировать на переходные процессы нагрузки. Всякий раз, когда изменяется выходной ток нагрузки, возникает начальный дефицит тока, который может быть восполнен этим выходным конденсатором.
Изменение выходного тока можно рассчитать с помощью
.Выходной ток ,Iвых = C (dV/dt), где
dV = Максимально допустимое отклонение напряжения
dt = переходное время отклика
Учитывая dv = 100 мВ
dt = 100us
В этой схеме используется конденсатор 10 мкФ, поэтому
С = 1 мкФ
Iвых = 1u (0.1/100у)
Iвых = 1 мА
Таким образом, можно сделать вывод, что выходной конденсатор будет реагировать на изменение тока на 1 мА при переходном времени отклика 100 мкс.
Рис. 8: Принципиальная схема компенсатора тока Transeint
Защита от короткого замыкания
Диод D5 подключен между клеммами ввода и вывода напряжения микросхемы 7812, чтобы предотвратить разрядку внешних конденсаторов (Cout на схеме) через микросхему во время короткого замыкания на входе.Когда вход закорочен, катод диода находится под потенциалом земли. Анодный вывод диода находится под высоким напряжением, так как конденсатор полностью заряжен. Следовательно, в таком случае диод смещен в прямом направлении, и весь ток разряда конденсатора проходит через диод на землю. Это предохраняет микросхему регулятора от обратного тока.
Рис. 9: Принципиальная схема диода защиты от короткого замыкания
Цепь мультивибратора
На выходе стабилизатора напряжения используется микросхема 555 в режиме нестабильного мультивибратора.В нестабильном режиме 555 генерирует прямоугольную волну на выходе. В нестабильном режиме мультивибратор не имеет устойчивого состояния, и его выход продолжает колебаться между двумя неустойчивыми состояниями. Поэтому на выходе мультивибратора получается прямоугольная волна.
Период времени или частота прямоугольной волны определяется постоянной времени резистор-конденсатор.
Частоту меандра для нестабильного мультивибратора можно определить по следующей формуле –
F = 1,44/(R1+ (2*R2))*C1
Поставив все значения,
Ф = 2.7 кГц
В схеме контакт 3 является выходом микросхемы 555, поэтому на контакте 3 микросхемы имеется прямоугольный сигнал частотой 2,7 кГц. На этом выводе создается волна с 50-процентным рабочим циклом (одинаковым периодом времени для высокого и низкого уровня). Есть два конденсатора (C3 и C4) и два диода (D6 и D7), подключенные к контакту 3, которые помогают обеспечить удвоение входного напряжения на выходе. Когда контакт 3 микросхемы находится под низким напряжением, диод D6 смещается в прямом направлении, и конденсатор C3 начинает заряжаться через D6 от 0 В до настроенного напряжения, полученного от потенциометра.
Во второй половине цикла, когда контакт 3 находится под высоким напряжением, диод D6 смещается в обратном направлении. Это предотвращает разрядку конденсатора C3, а диод D7 смещен в прямом направлении. Поэтому C4 начинает заряжаться через C3 (C3 был полностью заряжен на предыдущем этапе), а также через входное питание от потенциометра 12 В. Напряжение от конденсатора C3 и входного источника питания суммируется, поэтому зарядное напряжение C4 в два раза больше входного напряжения питания. Поэтому на выходе получается удвоенное входное напряжение.
Рис. 10: Принципиальная схема удвоителя напряжения на микросхеме 555
Тестирование и меры предосторожности –При сборке схемы необходимо соблюдать следующие меры предосторожности —
• Входное напряжение NE555 не должно превышать 16 В, иначе это может привести к повреждению микросхемы.
• Номинальное напряжение конденсаторов C3 и C4 должно быть удвоено по отношению к входному напряжению (т. е. максимальному напряжению регулируемого выхода).
• Выходное напряжение не в два раза больше входного из-за падения напряжения в самой цепи.
• Выходные диоды (D6 и D7 на схеме) должны иметь низкое прямое падение напряжения, в противном случае это приведет к снижению выходного напряжения. Можно использовать диоды Шоттки, такие как 1N5819, поскольку они имеют низкое прямое падение напряжения.
• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть в пределах от 14,5 В до 27 В, что является требуемым входным напряжением для LM-7812. Только в этом диапазоне 7812 сможет обеспечить регулируемое постоянное выходное напряжение от 11,4 до 12,6 В. Это связано с тем, что сам LM-7812 воспринимает падение напряжения порядка 2-3 В.
• Защитный диод следует всегда использовать при использовании конденсатора после ИС стабилизатора напряжения для предотвращения обратного тока ИС при разряде конденсатора.
• На выходе выпрямителя следует использовать конденсатор, чтобы он мог справиться с нежелательными сетевыми помехами. Точно так же рекомендуется использовать конденсатор на выходе регулятора для обработки быстрых переходных изменений и шума на выходе. Значение выходного конденсатора зависит от отклонения напряжения, изменений тока и переходного времени отклика конденсатора.
• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение. В противном случае конденсаторы начнут пропускать ток из-за избыточного напряжения на их обкладках и лопнут.
После сборки схемы отрегулируйте входное напряжение с помощью потенциометра и измерьте выходное напряжение. При тестировании схемы наблюдались следующие показания –
Рис. 11. Таблица выходных характеристик удвоителя напряжения на микросхеме 555
Таким образом, выходное напряжение почти вдвое превышает входное напряжение.
Рис. 12: График входного и выходного напряжения удвоителя напряжения на базе микросхемы 555
Эта схема может использоваться в счетчике Гейгера для получения высокого напряжения для трубки Гейгера-Мюллера. Его также можно использовать для измерения напряжения и установки опорного напряжения (особенно в аналого-цифровых преобразователях).
Принципиальные схемы
Рубрики: Учебные пособия
Какова основная функция удвоителя напряжения? – Кухня
Удвоитель напряжения представляет собой электронную схему, которая заряжает конденсаторы от входного напряжения и переключает эти заряды таким образом, что в идеальном случае на выходе создается ровно вдвое большее напряжение, чем на его входе.
Как работает учетверитель напряжения?
Учетверитель напряжения можно получить, добавив в схему умножителя напряжения еще один диодно-конденсаторный каскад. Во время первого положительного полупериода: Во время первого положительного полупериода входного сигнала переменного тока диод D 1 смещен в прямом направлении, тогда как диоды D 2 , D 3 и D4 смещены в обратном направлении.
Где используются умножители напряжения?
Применение умножителя напряжения
- Электронно-лучевые трубки.
- Электронно-лучевые трубки в осциллографах, телевизионных приемниках, компьютерных дисплеях.
- Рентгеновские системы.
- Лазеры.
- Ионные насосы.
- Копировальные машины.
- Электростатические системы.
- Фотоумножители.
Как работает двухполупериодный удвоитель напряжения?
➢ Двухполупериодный удвоитель напряжения представляет собой умножитель напряжения с коэффициентом умножения, равным двум. Когда вторичное напряжение положительное, первый диод D смещен в прямом направлении, а первичный конденсатор C заряжается примерно до Vp.
В чем разница между двухполупериодным выпрямителем и удвоителем напряжения?
Преимущество двухполупериодного удвоителя напряжения по сравнению с двухполупериодным удвоителем напряжения заключается в том, что частота пульсаций на выходе в два раза превышает частоту питающей сети, а высокочастотные пульсации легче фильтровать. Недостатком двухполупериодного удвоителя напряжения является отсутствие общей земли между входом и выходом.
Как работает удвоитель постоянного напряжения?
Удвоитель напряжения.Эта простая схема диодно-конденсаторной накачки обеспечивает выходное напряжение постоянного тока, равное размаху входного синусоидального сигнала. Другими словами, удвойте пиковое значение напряжения, потому что диоды и конденсаторы работают вместе, чтобы эффективно удвоить напряжение.
Что такое удвоитель и утроитель напряжения?
Множитель напряжения дает постоянное кратное (2,3,4 и т. д.) пиковое входное напряжение переменного тока. Самый простой множитель — это полуволновой удвоитель. Полноволновая двойная схема является превосходной схемой в качестве удвоителя.Утроитель представляет собой двухполупериодный удвоитель и обычный выпрямительный каскад (пиковый детектор).
Как работает схема умножения?
Умножитель напряжения — это специальный тип схемы выпрямителя, который преобразует переменное напряжение в более высокое постоянное напряжение. Их преимущество заключается в том, что их относительно легко построить, и они дешевле, чем эквивалентный высоковольтный трансформатор с такими же выходными характеристиками.
Что такое шунт и умножители?
Шунт представляет собой низкоомный элемент, обычно используемый для преобразования гальванометра в амперметр.Обычно его подключают параллельно гальванометру. Примечание. Напряжение на шунте такое же, как и на гальванометре.
Каково максимальное обратное напряжение на каждом диоде в удвоителе напряжения?
Результирующий выход представляет собой полуволновое напряжение, отфильтрованное конденсатором. Пиковое обратное напряжение на каждом диоде равно 2Vp.
Диоды повышают напряжение?
Однако, как только напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, значительное увеличение тока должно по-прежнему означать лишь очень небольшое увеличение напряжения.Если диод является полностью проводящим, обычно можно предположить, что напряжение на нем является номинальным прямым напряжением. Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В.
Что такое TUF в выпрямителе?
Из Википедии, свободной энциклопедии. Коэффициент использования трансформатора (TUF) схемы выпрямителя определяется как отношение мощности постоянного тока, доступной на нагрузочном резисторе, к номинальному переменному току вторичной обмотки трансформатора. .
Какой выпрямитель требует четырех диодов?
В качестве выпрямителя можно использовать p-n переход, поскольку он пропускает ток только в одном направлении.Из вышеприведенной таблицы видно, что мостовой выпрямитель имеет 4 диода.
Какой дорогой компонент может заменить удвоитель напряжения?
Преимущества удвоителя напряжения Может заменить дорогие и тяжелые трансформаторы. Отрицательное напряжение также можно создать, поменяв полярность подключенных диодов и конденсаторов.
Разработка нового каскадного удвоителя напряжения для умножения напряжения
На протяжении более восьми десятилетий каскадные схемы удвоения напряжения используются как метод получения выходного постоянного напряжения выше входного.В данной статье рассматриваются топологические разработки каскадных удвоителей напряжения. Представлена новая схема каскадного удвоителя напряжения. Эта схема может обеспечить более высокое значение выходного напряжения постоянного тока и лучшее качество выходного сигнала по сравнению с обычными каскадными схемами удвоения напряжения с тем же количеством каскадов.
1. Введение
Из-за различных типов приложений всегда существует потребность в гораздо более высоком уровне напряжения. Однако, в зависимости от источников энергии или пределов изоляции, автономные источники питания могут создавать напряжения ниже требуемых.Поэтому было предпринято много попыток найти способы генерировать напряжение, превышающее напряжение питания. Многие методы были использованы для выполнения этой задачи. Некоторые из наиболее часто применяемых методов получения напряжения, превышающего напряжение источника питания, включают повышающие трансформаторы [1], удвоители напряжения [2, 3], схемы умножения [4–6], схемы подкачки заряда [7], схемы с переключаемыми конденсаторами [8, 9] и повышающие или повышающие преобразователи [10–13]. Среди этих методов более подходящими являются диодно-конденсаторные топологии.Одной из наиболее популярных диодно-конденсаторных топологий для этой цели является удвоитель напряжения Виллара [2]. Его также называли «удвоителем напряжения Грейнахера», впервые представленным Генрихом Грейнахером между 1919 и 1921 годами [14]. Эта схема представляла собой простую комбинацию схемы ограничителя [15] и схемы фиксации пиковых значений [16], которая показана на рисунке 1.
пиковое значение вольт. Следовательно, выходной сигнал схемы ограничителя напряжения колеблется между нулем и .Наконец, схема держателя пиковых значений захватывает пиковое значение входного напряжения и удерживает значение постоянного тока на своем выходе. Другими словами, представленная на рисунке 1 схема может преобразовывать входное переменное напряжение в удвоенное постоянное напряжение на своем выходе.
В 1932 г. Кокрофт и Уолтон представили сложный каскадный удвоитель напряжения, показанный на рис. 2 [4], и получили за эту работу Нобелевскую премию в 1951 г. [17]. Эта схема могла создавать постоянный потенциал около 700 кВ, что в три раза превышало приложенное входное напряжение.Однако из-за наличия последовательно соединенных емкостей связи в этой конфигурации происходит большое падение напряжения связи. Это явление вызывает небольшой коэффициент усиления по напряжению для схемы на рис. 2. Кроме того, последовательное подключение выходного конденсатора приводит к низкой выходной емкости. В этой схеме, кроме , остальные выходные конденсаторы держали плавающее напряжение. Поэтому использование накопленного электрического заряда в каждом конденсаторе по отдельности для других приложений было сложным.
В 1976 году Диксон предложил каскадную диодно-конденсаторную схему, которая была усовершенствованием схемы Кокрофта-Уолтона (рис. 2) [7].Эта конфигурация схемы, известная как «накачка заряда», требовала синхроимпульсов на входе разделительных конденсаторов. Представленная топология схемы Диксона была проще, чем схема Кокрофта-Уолтона. Однако использование тактовых импульсов может ограничить использование этой схемы для высоковольтных приложений. На рис. 3 показан зарядовый насос Диксона, представляющий собой разновидность каскадного удвоителя напряжения.
В 2003 году Картхаус и Фишер [5] упростили и улучшили схему Кокрофта-Уолтона [4] (рис. 2), как показано на рис. 4.Эта улучшенная конфигурация схемы модифицировала преобразование схемы Диксона [7]. Однако в каскадном удвоителе напряжения Картхауса-Фишера [5] тактовые импульсы были исключены, так как было уменьшено количество разделительных и паразитных конденсаторов. Поэтому существенные требования к схеме стали меньше, чем к схеме Диксона (рис. 3) [18]. Основываясь на достижениях, схема Картхауса-Фишера [5] может быть использована даже для высоковольтных приложений. Кроме того, входное сопротивление схемы Кокрофта-Уолтона [4] было уменьшено за счет изменения соединения конденсаторов связи, а ее выходная емкость увеличена за счет использования независимого заземленного паразитного конденсатора для каждого каскада, в схеме Картхауса-Фишера (рис. 4) [5].
Согласно обзору, существующие каскадные удвоители напряжения могут создавать выходное напряжение выше, чем приложенное входное напряжение. Тем не менее, требуется новая конфигурация схемы, которая может обеспечить более высокое выходное напряжение постоянного тока с меньшими пульсациями и более коротким временем установления выходного сигнала. Это высокое постоянное напряжение должно быть получено с использованием того же количества каскадов, что и обычные каскадные удвоители напряжения (рис. 2 и 4).
В статье представлена новая схема каскадного удвоителя напряжения.Предложенная схема проверяется моделированием и сравнением ее выходных результатов с предыдущими схемами каскадного удвоителя напряжения (рис. 2 и 4).
2. Методика
Основываясь на подходе Картхауса-Фишера (рис. 4) [5], мы предложили новую разработанную конфигурацию схемы, показанную на рис. 5. Существенное отличие предложенной схемы от схемы Картхауса-Фишера (Рисунок 4) состоит в том, что схема Картхауса и Фишера использовала только один источник для питания цепи, но в предложенной конфигурации схемы (Рисунок 5) каждый разделительный конденсатор питается через отдельный входной источник питания, где амплитуда его напряжения в каждом ступень — это количество этой ступени, умноженное на амплитуду входного напряжения в первой ступени.Это необходимо для достижения более высокого значения постоянного напряжения по сравнению с обычными схемами Кокрофта-Уолтона (рис. 2) и Картхауса-Фишера (рис. 4).
С другой стороны, в отличие от схемы Кокрофта-Уолтона (рис. 2), которая использовалась как двойная антилестничная топология, и схемы Картхауса-Фишера (рис. 4), которая представляла собой несбалансированную лестничную топологию, предлагаемое каскадное напряжение- Конфигурация схемы удвоителя (рис. 5) представляет собой модифицированную несбалансированную лестничную топологию. Другими словами, данная топология (рис. 5) представляет собой открытую несбалансированную лестницу, представляющую собой тройниковую топологию со смещенным каскадом.Тройник смещения представляет собой трехпортовую сеть, используемую для установки точки смещения постоянного тока на каждой ступени без нарушения работы других ступеней. При этом выход каждого смещенного тройника подключается к заземленному конденсатору.
В этой статье мы смоделировали SPICE NetList для трех схем на рисунках 2, 4 и 5 в пять этапов. В файле NetList использовалась фактическая модель для каждого электронного компонента. В этом моделировании источник входного напряжения представляет собой синусоидальную волну с пиковым значением 100 В.Цель выбора этого значения напряжения состоит в том, чтобы уменьшить эффекты неопределенного падения напряжения в конечном выходном напряжении. Этого можно добиться только в том случае, если выбранное входное напряжение намного превышает падение напряжения на диоде. Все схемы достигли более высокого выходного напряжения при оптимальной рабочей частоте около 50 кГц [19]. Следовательно, эта частота используется для входного источника питания. И связь, и паразитная емкость, равны 100 нФ. Диоды и , представляют собой сверхбыстродействующие лавинные диоды из агломерированного стекла с очень низкими потерями на переключение и способностью работать на высоких частотах.
Во всех смоделированных схемах выходное напряжение каждой ступени измеряется и сравнивается с другими схемами (рис. 2 и 4). Кроме того, рассчитана скорость улучшения выходного напряжения во временной области для новой топологии каскадного удвоителя напряжения по сравнению со старой конфигурацией схемы. Таким образом, функция скорости улучшения определяется как где – скорость улучшения выходного напряжения в децибелах, дБ, – выходное напряжение новой топологии, – выходное напряжение предыдущей конфигурации схемы.
Выходное напряжение во временной области имеет две составляющие переходного и устойчивого состояния. Зная переходное и устойчивое состояние формы волны и их корреляции с другими параметрами выхода, можно определить качество производимого выходного напряжения. Однако желательны более короткое время переходного процесса или более быстрое время установления и более высокое постоянное напряжение с более низким значением пульсаций. В этой статье время установления 3% ошибки при установившемся выходном напряжении используется для различения переходного и установившегося состояния выходного напряжения на каждом этапе.Оба значения выходного постоянного напряжения и пульсации измеряются в установившемся режиме.
3. Результаты и обсуждение
Результаты выходного напряжения (на пятом каскаде) для различных топологий каскадного удвоителя напряжения показаны на рис. 6. На основании этого результата в схеме Кокрофта-Уолтона (рис. 2) выходное напряжение через последовательно соединенные конденсаторы , , , , и , имеет длительное время переходного процесса 4,74 мс. Более того, во время переходного процесса возникала заметная пульсация, но эта пульсация уменьшалась до очень небольшой величины в установившемся режиме.Наибольшее значение выходного постоянного напряжения в установившемся режиме составляет 978,8 В. В схеме Картхауса-Фишера (рис. 4) длительность переходного процесса значительно улучшена до 2,68 мс, что примерно в 1,8 раза меньше длительности в схеме Кокрофта-Уолтона ( Рисунок 2), с очень маленькой пульсацией. Однако величина вырабатываемого выходного постоянного напряжения в схеме Картхауса-Фишера (рис. 4) увеличивается лишь примерно на 10 В и достигает максимального значения 989,1 В, что немного превышает значение в схеме Кокрофта-Уолтона (рис. 2).Он показывает, что путем изменения подключения разделительных конденсаторов входной импеданс топологии каскадного удвоителя напряжения на рис. 4 снижается до более низкого значения по сравнению с более ранней топологией на рис. 2. Это приводит к достижению лучших характеристик в с точки зрения времени нарастания и меньшего падения напряжения. Таким образом, схема Картхауса-Фишера (рис. 4) еще больше улучшается, когда подключение разделительных конденсаторов преобразуется в предлагаемую конфигурацию схемы на рис. 5 с дополнительными входными источниками, которые добавляются в схему.В предлагаемой конфигурации схемы длительность переходного процесса уменьшена до 2,30 мс, что на 380 мс меньше, чем это время в схеме Картхауса-Фишера (рис. 4). Величина вырабатываемого выходного постоянного напряжения в паразитном конденсаторе пятой ступени составляет 2984,9 В, что примерно в три раза больше, чем вырабатываемое выходное постоянное напряжение схем рисунков 2 и 4.
С помощью (1) рассчитывается скорость улучшения выходного напряжения в зависимости от времени, и результаты показаны на рис. 7.Основываясь на результатах, выходное напряжение схемы Картхауса-Фишера () значительно (максимум 60,4 дБ) улучшается по сравнению с выходным напряжением схемы Кокрофта-Уолтона () во время нарастания, но эта скорость улучшения после время установления уменьшается почти до нуля. Результат этого соотношения для выходного напряжения предложенной конфигурации схемы () по сравнению с различен. Новая предложенная схема вначале показывает улучшение максимум на 14,3 дБ, но это соотношение снижается до 9.7 дБ во время установления, но это значение не сильно меняется в установившемся режиме и достигает минимума 9,6 дБ. Эти результаты показывают, что предложенная конфигурация схемы работает значительно лучше, чем более ранние каскадные удвоители напряжения (рис. 2 и 4).
Результаты выходного напряжения постоянного тока (установившееся состояние) в каждой ступени показаны на рис. 8. Видно, что полученные выходные напряжения постоянного тока в обычном каскадном удвоителе напряжения Кокрофта-Уолтона (рис. 2) и Картхаус- Фишера (рис. 4) очень близки и линейно возрастают при увеличении количества стадий.Другими словами, если форма волны переменного напряжения, такая как применяется к схеме Кокрофта-Уолтона (рис. 2) или Картхауса-Фишера (рис. 4), связь выходного напряжения постоянного тока с числом каскадов и приложенного входного напряжения можно определить как где падение напряжения как функция количества ступеней и может быть представлено как где – падение напряжения на разделительных конденсаторах, – падение напряжения на диодах. Величина этих падений напряжения напрямую зависит от количества ступеней.Однако в процессе моделирования и экспериментов в конечных результатах могут появиться некоторые нежелательные ошибки. Эти ошибки включают входную неопределенность из-за некоторых входных параметров, которые не были четко определены; неопределенность модели из-за альтернативных формулировок, структуры или реализации модели; числовая неопределенность возникает из-за влияния ошибок дискретизации и итерационной сходимости; и различные экспериментальные погрешности, которые могут возникнуть из-за естественных характеристик производства различных электрических компонентов.Наложение этих ошибок иногда может быть существенно большим. Эти погрешности интегрированы и показаны как в (4). Минимизация упомянутых неопределенностей ошибок во время моделирования или экспериментального процесса может значительно уменьшить влияние и сделать теоретические, моделируемые и экспериментальные результаты почти одинаковыми.
С другой стороны, полученное выходное напряжение постоянного тока предложенной конфигурации схемы в зависимости от количества каскадов представляет собой параболическую кривую. Таким образом, выходное напряжение постоянного тока предлагаемой конфигурации схемы (рисунок 5) в зависимости от количества каскадов и приложенного входного напряжения можно представить с помощью следующего предлагаемого уравнения:
Результаты измерения скорости пульсаций выходного напряжения постоянного тока (установившееся состояние) на каждом этапе показаны на рис. 9.Во всех каскадных удвоителях напряжения, которые моделируются в данной работе, коэффициент составляет менее 1%. Это означает, что качество получаемого напряжения в установившемся режиме хорошее. Однако предложенная конфигурация схемы (рис. 5) и схема Картхауса-Фишера (рис. 4) показали лучшее качество по сравнению со схемой Кокрофта-Уолтона (рис. 2). Следует отметить, что отношение пульсаций к выходному постоянному напряжению на первой и третьей ступенях было лучше в схеме Картхауса-Фишера (рис. 4) по сравнению с предложенной конфигурацией схемы (рис. 5), но становится ближе, увеличивая количество ступеней.
В представленных схемах значение времени установления является очень важным вопросом. Конечно, меньшее значение было бы более желательным. Это означает, что, сводя к минимуму время установления, схема может быстрее вырабатывать ожидаемую величину постоянного напряжения. Результаты по времени установления выходного напряжения в каждом каскаде показаны на рис. 10. Хотя разница между этими временами во всех схемах была невелика на первом каскаде, с увеличением числа каскадов эта разница становится более существенной.На всех стадиях предложенная конфигурация схемы и схема Картхауса-Фишера (рис. 4) показали более короткое время установления по сравнению со схемой Кокрофта-Уолтона (рис. 2). Значение времени установления схемы Картхауса-Фишера (рис. 4) не сильно меняется при изменении количества ступеней, но это значение становится меньше при увеличении количества ступеней в предлагаемой конфигурации схемы (рис. 5).
Наконец, сравнение обычных каскадных удвоителей напряжения (рис. 2 и 4) с предложенной конфигурацией схемы (рис. 5) доказывает, что способность работать с более высоким напряжением, низкое падение напряжения связи, требующее меньшего количества каскадов и большой коэффициент усиления по напряжению являются существенными преимуществами этой конфигурации.Кроме того, предлагаемая схема нуждается в многовходовом источнике питания, что является ограничением этой конфигурации.
4. Заключение
В данной работе была предложена новая разработанная топология каскадного удвоителя напряжения (рис. 5). Были смоделированы два традиционных каскадных удвоителя напряжения [4, 5] и предложенные схемы (рис. 5). Предложенный пятиступенчатый каскадный удвоитель напряжения использовал умножение на 100 В в качестве входных источников питания с частотой 50 кГц для генерации постоянного напряжения около 3 кВ на выходе.Однако обычные каскадные удвоители напряжения могли генерировать максимум около 1 кВ при том же количестве каскадов. Проведено сравнение и представление выходных напряжений этих каскадных удвоителей напряжения на пятой ступени во временной области. Была рассчитана скорость улучшения выходного напряжения в зависимости от времени, и результаты были продемонстрированы и обсуждены. Были определены, сравнены и обсуждены время установления выходного напряжения, выходного напряжения постоянного тока и отношения пульсаций к выходному напряжению постоянного тока (установившееся состояние).Была проведена зависимость между выходным напряжением, приложенным входным напряжением и количеством каскадов и предложено (5) для расчета выходного напряжения предлагаемой конфигурации схемы. Это предложенное уравнение включает влияние падения напряжения, . Во всех описанных случаях предложенная конфигурация схемы показала лучшие характеристики по сравнению с другими традиционными каскадными удвоителями напряжения [4, 5]. Кроме того, в таблице 1 приведено сравнение каскадных удвоителей напряжения, упомянутых в этой статье.По сравнению с обычными схемами (рис. 2 и 4) видно, что топология каскадного входного питания создает нежелательную сложность для понимания характеристик предложенной схемы (рис. 5). Однако, учитывая преимущество получения более высокого выходного напряжения по сравнению с обычными схемами, недостатком сложности источника питания с несколькими входами можно пренебречь. Наконец, предлагаемая новая конфигурация схемы может быть предложена для приложений, где требуется высокое выходное напряжение.Распределяя входное напряжение на каскадный источник питания, который питает каждый удвоитель напряжения отдельно, можно избежать ограничения напряжения пробоя изоляции, которое встречается в обычных схемах.
Circuit Преимущества Недостатки 9079
CW [4],
Рисунок 2(I) Одиночный входной поставку
(II) допустимое напряжение(i) Высокое падение напряжения связи
(ii) Низкая выходная емкость
(iii) Выходной конденсатор с плавающей запятой
(iv) Малый коэффициент усиления по напряжению
Dk [7], 0 Рис. (i) Источник питания постоянного тока
(ii) Низкое падение напряжения связи(i) Низковольтное приложение
(ii) Требуются тактовые импульсы
(iii) Малый коэффициент усиления по напряжению
3 KF [ ],
Рисунок 4(i) Одновходовое питание
(ii) Возможность работы с высоким напряжением
(iii) Низкое падение напряжения связи(i) Требуется много каскадов
(ii) Малый коэффициент усиления по напряжению
Рис. 5 питание
CW: Схема Кокрофта-Уолтона.Dk: схема Диксона. KF: Схема Картхауса-Фишера. Новое: предлагаемая конфигурация схемы.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.
Благодарность
Авторы благодарят Юнуса Али Саид, доктора философии. кандидат в Университете Путра Малайзии за корректуру этой статьи на английском языке.
Как работает схема двойного удвоения напряжения? – МаллОверВещи
Как работает схема двойного удвоения напряжения?
В этом проекте мы покажем, как построить схему удвоителя напряжения.Схема удвоителя напряжения — это схема, в которой выходное напряжение в два раза превышает амплитуду входного напряжения. Этот эффект удвоения напряжения достигается за счет использования конденсаторов. Мы используем отдельные конденсаторы для зарядки до входного напряжения.
Может ли удвоитель напряжения быть множителем более высокого порядка?
Удвоители напряжения представляют собой разновидность схемы умножения напряжения. Многие, но не все, схемы удвоителей напряжения можно рассматривать как один каскад умножителя более высокого порядка: объединение идентичных каскадов вместе обеспечивает большее умножение напряжения.Рисунок 1. Схема Виллара
Какой удвоитель используется в повышающем трансформаторе?
Удвоители и тройники, соединенные каскадом, теоретически обеспечивают бесконечное число целочисленных выходов. Мостовой удвоитель напряжения Делона, также известный как двухполупериодный удвоитель напряжения, используемый в сочетании с повышающим трансформатором, способен выдавать напряжение в диапазоне киловольт.
Можно ли использовать удвоитель напряжения с аналоговым мультиметром?
• Мы используем удвоитель напряжения в основном с аналоговым мультиметром для измерения очень малых величин.• Кремниевый (Si) и германиевый (Ge) диоды могут поменяться местами в цепи, и схема будет работать нормально.
Какие конденсаторы должны быть в цепи удвоителя напряжения?
Конденсаторы должны быть немного больше, чем удвоенный пик входного напряжения, так как напряжение в этой цепи будет удваиваться. Схема удвоителя напряжения, которую мы будем строить из конденсаторов и диодов, показана ниже. Макет схемы выше показан ниже.
Сколько ступеней удвоителя напряжения в схеме умножителя напряжения?
«Схема удвоения напряжения» состоит из полутора каскадов удвоения напряжения.Эта схема умножителя напряжения дает на выходе постоянный ток, равный трехкратному пиковому значению напряжения (3Vp) синусоидального входного сигнала.
Можно ли использовать удвоитель напряжения без трансформатора?
Схема удвоителя напряжения выдает постоянное напряжение, вдвое превышающее пиковое значение входного переменного напряжения, без использования трансформатора. Существует много ситуаций при проектировании электрических систем, когда сигнал напряжения переменного тока доступен (или может быть создан), но для цепи требуется большее напряжение постоянного тока.
0 comments on “Удвоение постоянного напряжения: Описание схемы мощного удвоителя постоянного напряжения | ASUTPP”
2019 © Все права защищены. Карта сайта