Умножитель постоянного напряжения схема: Умножитель напряжения постоянного тока

Умножитель напряжения постоянного тока

Перейти к содержимому. Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое! Отправлено 13 July — Отправлено 15 July — Отправлено 16 July —


Поиск данных по Вашему запросу:

Умножитель напряжения постоянного тока

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: Простой расчет диодов и конденсаторов для схемы умножителя напряжения 4U, пояснение принципа работы

Умножитель переменного и постоянного тока. Схема умножителя напряжения переменного тока


By Кощей , April 29, in Дайте схему! Есть ли такая схема не мудрёная и без микросхем. Обычный умножитель не предлагать, он повышает только переменное и преобразует в постоянное, а нужно повысить именно постоянное.

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Ещё один элемент питания последовательно подключите — и будет вам 6 вольт «немудрённых и без микросхем». Конденсаторы Panasonic. Часть 4. Полимеры — номенклатура. Главной конструктивной особенностью таких конденсаторов является полимерный материал, используемый в качестве проводящего слоя.

Полимер обеспечивает конденсаторам высокую электрическую проводимость и пониженное эквивалентное сопротивление ESR. Номинальная емкость и ESR отличается в данном случае высокой стабильностью во всем рабочем диапазоне температур. А повышенная емкость при низком ESR идеальна для решения задач шумоподавления и ограничения токовых паразитных импульсов в широком частотном диапазоне. Читать статью. Ну почему же нет — постоянку в переменку и далее известно что Но про это автор в предыдущей теме спрашивал.

Ставь обычный мультивибратор нагруженный через детектор с удвоением на накопительный конденсатор. Два транзистора, два диода, четыре — пять резисторов, два диода, четыре — пять конденсаторов.

STM32G0 — средства противодействия угрозам безопасности. Результатом выполнения требований безопасности всегда является усложнение разрабатываемой системы. Особенно чувствительными эти расходы стали теперь, в процессе массового внедрения IoT. Обладая мощным набором инструментов информационной безопасности, микроконтроллеры STM32G0 производства STMicroelectronics, объединив в себе невысокую цену, энергоэффективность и расширенный арсенал встроенных аппаратных инструментов, способны обеспечить полную безопасность разрабатываемого устройства.

До 48 слоев. Быстрое прототипирование плат. Монтаж плат под ключ. Как же не переменка? Начальный DC преобразуется в переменный, повышается, и преобразуется в выходной DC. Автор же хотел напрямую. Ставь мотор на 3 вольта, пусть крутит генератор постоянного тока на 6 вольт.. Ну или попроще. Диод, реле на 3 вольта с группой нормално замкнутых контактов, потом еще диод и стабилитрон на 6 вольт и электролит, вот и и вся схема. Как буд-то импульсы это не переменка. Переменное всё, что не постоянное.

А уже гармоническое или импульсное — это разные виды переменки, просто разный спектральный состав. У нас один гений собирал нечто подобное, но это было давно, чертеж схемы найти не может.

Говорит, что работало на транзисторах и скорее всего разнополярных. Вспомнил вот. Есть китайские зажигалки, которые работают на двух батарейках и по своей сути очень похожи на шокер. Я как-то разбирал её и увидел катушку. Я так понял, это мини повышающий трансформатор ну я могу ошибаться. Так вот, как говорил мой дед, на трансформатор пускают только АС. Так значит внутри этой зажигалки есть этот самый преобразователь из DC в АС? Я предлагал Хоттабыча, что то не захотел. Можно конечно и через золотую рыбку.

Вообще, чем дальше, тем смешней. Нашёл её всё-таки. В схеме 2 транзистора, 3 резистора, диод, конденсатор постоянной ёмкости и катушка вроде бы на феррите , а на выходе ещё катушка вроде бы повышающая.

Ну да -зажигалка для газовой плиты с мультивибратором и повышающим трансформатором на ферритовом стержне. You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.

Note: Your post will require moderator approval before it will be visible. Restore formatting. Only 75 emoji are allowed. Display as a link instead. Clear editor. Upload or insert images from URL. Дайте схему! Search In. All Activity Home Вопрос-Ответ. Для начинающих Дайте схему! Нужна Схема Умножителя Постоянного Напряжения. Recommended Posts.

Posted April 29, Share this post Link to post Share on other sites. Студенческое спонсорство. Такой схемы нет. Posted April 29, edited. Edited April 29, by malenich. STM32G0 — средства противодействия угрозам безопасности Результатом выполнения требований безопасности всегда является усложнение разрабатываемой системы. Если только Хоттабыча звать. Производство печатных плат До 48 слоев. Судя по этой теме автора внутренняя реализация сего девайса ему непринципиальна, кроме его сложности разумеется.

Posted April 30, Переменка если через трансформатор проганяется,а если накопительный дроссель то импульсное. Posted April 30, edited.

Edited April 30, by Vascom. Уж не мультивибратор ли это? Edited April 30, by tcoder. Отсоединил вторую катушку, к этим контактам мультиметр Posted May 17, Сам ты дурачок. Join the conversation You are posting as a guest. Reply to this topic Go To Topic Listing. Similar Content. Форма сигнала на выходе умножителя Кокрофта-Уолтона. Не могу понять, какой формы сигнал получается на выходе умножителя Кокрофта-Уолтона?

По сути, он преобразует входящее переменное напряжение в выходящее постоянное. Также сигнал на выходе нужно преобразовать в сигнал пилообразной формы, но той же мощности. С помощью чего это можно сделать? Нужна схема ВВ БП с умножителем по фото.

В итоге это должен быть электрофильтр для газгена на 30 — 50 кВ и чуточку ампер Хотелось бы схемку так как я не разбираюсь в этом всем так хорошо, что бы составить ее самому по фото, знаю только что строчник от 3УСЦТ и умножитель напряжения на диодах и конденсаторах. Ну а по схеме я уже передеру в эмулятор печатных плат и там буду подбирать характеристики деталей ибо иначе не умею.

Можно будет сделать шокер из строчника и умножителя ничего не перематывая? Компактность не очень таки важна. Питание — 3 Драйвер — блокинг генератор. Строчник пц Генерация Свч. Всем доброго времени суток. Подскажите пожалуйста, возможно ли создать генератор в диапазоне ГГц без использования плат, чего либо «микроскопического»?


Удвоитель напряжения. Схема

Повышение напряжения без трансформатора. Рассчитать онлайн. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Синим помечена область, где конденсаторы C заряжаются, а красным, где они отдают накопленный заряд в конденсатор C1 и в нагрузку. Вашему вниманию подборки материалов:.

Умножитель напряжения представляет собой специальную схему Применение удвоителя напряжения – это источник постоянного . сотен до нескольких тысяч микрофарад, чтобы обеспечить выходной ток в.

RU2295822C2 — Умножитель напряжения постоянного тока унпт воробьева — Google Patents

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Автор: MaxMan , 1 октября в Даром преподаватели Подскажите безграмотному, я тут искал схему чтобы удвоить напряжение «адаптера от мобильника». Как только я ее собрал напряжение удвоилось и тут же стало падать, падает до начального. Чтобы удвоить постоянное напряжение — надо сначала из него сделать переменное а уж потом удваивать и выпрямлять. В зарядке для мобильника стоит трансформатор на 12В и выпрямитель для того что бы увеличить напряжение перемотай трансформатор изменив соотношение витков в катушках трансформатора, получиш удвоение, никаких схем не нужно но могут не выдержать диоды в выпрямителе.

Умножители напряжения на диодах

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора?

Удвоитель напряжения применяется для получения из пониженного переменного напряжения более высокого напряжения постоянного тока.

Умножитель напряжения

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.

Удвоитель напряжения. Схема

Умножитель напряжения — схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить вольт постоянного тока из вольт переменного тока источника, а с помощью умножителя на восемь — вольт постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах 0,7 вольт на каждом. В практике на схемах любая нагрузка будет немного уменьшенной от полученных расчетов. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды.

Используя умножитель напряжения, можно от источника низкого напряжения Функция диодов — направить ток заряда в соответствующие А на выходе умножителя, благодаря диодам, напряжение будет уже постоянным.

Удвоитель напряжения

Умножитель напряжения постоянного тока

Может быть применен как синхронизируемый источник высокого напряжения с низким выходным сопротивлением, большой мощностью импульса и управляемым коэффициентом умножения. Последовательно-волновой способ коммутации секций умножения позволяет применять компоненты, рассчитанные только на исходное напряжение. Выходное многокиловольтное напряжение может превышать в десятки и сотни раз исходное.

Форум самодельщиков: Самый простой удвоитель и умножитель напряжения. — Форум самодельщиков

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: №46. Как повысить напряжение?

Умножитель найдет применение также и в других областях техники, а именно:. ВОЕННАЯ техника — электроразрядное оружие, электроразрядные системы боевого охранения объектов, боевые электрошокеры и т. Умножитель был разработан изготовлен и опробован как система зажигания автомобиля в условиях отсутствия аналогичных электронных схем, работающих в многокиловольтном диапазоне напряжений без индуктивности. Блок-схема умножителя напряжения постоянного тока УНПТ Воробьева содержит набор каскадно включенных секций умножения см. Запирающий ключ исходного напряжения см.

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.

Удвоитель (умножитель) напряжения постоянного тока 10А

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.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.


Удвоитель постоянного напряжения схема

В приложениях с высокими входными и выходными напряжениями безындуктивные емкостные преобразователи зарядовые насосы значительно улучшают КПД и сокращают размеры решения по сравнению с традиционными понижающими или повышающими топологиями, основанными на дросселях. Плотность энергии, запасаемой в конденсаторах, намного выше, чем в дросселях, благодаря чему плотность мощности в преобразователях, основанных на зарядовых насосах, увеличивается в 10 раз. Однако область применения зарядовых насосов традиционно ограничивалась приложениями малой мощности, что обусловлено проблемами, связанными с запуском, защитой, управлением затворами и стабилизаций выходного напряжения. Этот мощный высоковольтный контроллер коммутируемых конденсаторов с фиксированным коэффициентом преобразования напряжения, содержащий четыре драйвера затворов, при подключении внешних N-канальных MOSFET может использоваться в конфигурациях делителя, удвоителя или инвертора напряжения.


Поиск данных по Вашему запросу:

Удвоитель постоянного напряжения схема

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: Умножитель напряжения своими руками

Удвоитель напряжения. Схема


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. Поскольку оба конденсатора подключены последовательно, то на выходе мы получим постоянное напряжение в вольта. Эта схема будет работать при любом входном переменном напряжении с учетом правильного подбора диодов и конденсаторов. Резистор на Ом предназначен для ограничения бросков тока при использовании конденсаторов большой емкости.

Его значение не является критичным. Так же в качестве источника переменного напряжения может быть использовано напряжение, снятое с вторичной обмотки выпрямительного трансформатора. Такой вариант был применен в конструкции проверки динистора DB3. Поскольку схема удвоителя напряжения построенная без трансформатора, то необходимо соблюдать крайнюю осторожность дабы не получить поражение электрическим током.

Уважаемые подскажите пожалуйста,смогу ли применить эту схему удвоителя напряжения,в схеме цветомузыкальной приставки? К сожалению схему сюда скинуть не знаю как. Если подскажете,с удовольствием выложу,для получения более квалифицированного ответа.

Получать уведомления по электронной почте об ответе на свой комментарий. Отправить сообщение об ошибке. Похожие записи: Экономичный двухполярный импульсный блок питания своими руками Компактный импульсный источник питания Компактный импульсный блок питания на 5 вольт. Ответить а сколько схема будет потреблять Ответить Добавить комментарий Отменить ответ Ваш электронный адрес не будет опубликован.


Схемы умножителей напряжения

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.

То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить В постоянного тока из В переменного тока источника, а с помощью.

Удвоитель напряжения: особенности и принцип работы. Как удвоить напряжение постоянного тока

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.

Умножители 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.

Перейти к содержимому. Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое!

Умножитель напряжения

Синхронный транзисторный выпрямитель. Требования к монтажу импульсных источников питания и электромагнитные помехи. Умножители напряжения нашли широкое применение в современной электронной технике. Под умножителем напряжения подразумевают устройство, которое позволяет получить от переменного напряжения — высоковольтное постоянное. К примеру, умножители напряжения используют в телевизионной технике, в электрошоковых устройствах, в медицинских приборах и т.

170-ваттный удвоитель напряжения на плате размером 23 x 16.5 мм

Схема простейшего удвоителя напряжения использованием микросхемы NE показана на рисунке. Базы двух транзисторов Q1 и Q2 подключены напрямую к выходу мультивибратора контакт 3. Отрицательный вывод конденсатора C3 в этот первоначальный момент замыкается на землю через Q2, и с С3 будет снято входное напряжение питания. При втором импульсе с выхода мультивибратора с C4 будет снято напряжение и плюс напряжение с C3 плюс входного напряжения питания , что в два раза больше входного напряжения. Эта схема удвоителя напряжения может выдавать ток до 50mA. Фактическое напряжение на выходе будет около 19V при питании 12V DC на входе, а также напряжение на выходе будет немного нестабильно. Во всяком случае, для слаботочных уст-тв этого тока будет достаточно.

Схемы на NE Здесь представлены маломощного удвоителя напряжения на базе таймера NE, >Схема удвоитель постоянного напряжения>.

By Кощей , April 29, in Дайте схему! Есть ли такая схема не мудрёная и без микросхем. Обычный умножитель не предлагать, он повышает только переменное и преобразует в постоянное, а нужно повысить именно постоянное. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6!

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.

Забыли пароль? Изменен п.

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. Поскольку оба конденсатора подключены последовательно, то на выходе мы получим постоянное напряжение в вольта.

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.


Умножитель напряжения своими руками

содержание видео

Рейтинг: 4.0; Голоса: 1Лучший курс для начинающих электронщиков RoSer: Конденсатор выпускаются на определенное напряжение, в схемах умножения, как правило, рабочее напряжение конденсаторов и выпрямительных диодов выбирается несколько больше напряжения источника питания. В таком случае, оконечные каскады при N — ном количестве умножения, находятся под напряжением превосходящем рабочее напряжение конденсаторов и выпрямительных диодов в несколько раз. И они вообще то, должны, по идее пробиться. Однако этого не происходит. Конденсаторы обладают реактивным сопротивлением переменному току, и при последовательном включении это сопротивление растет пропорционально количеству конденсаторов. Напряжение пробоя конденсаторов и диодов так же растет пропорционально количеству этих деталей при их включении в цепь переменного тока последовательно. Диоды имеют омическое сопротивление и они включены последовательно, то соответственно, выходной ток диодов падает обратно пропорционально в соответствии с количеством и типом применяемых диодов. Конденсаторы не проводят постоянный ток, а на выходе умножителя у нас постоянное напряжение то, выходной ток полностью определяется сопротивлением выпрямительных диодов. В данном видео рассказывается о классической работе умножителя напряжения, описанной в учебниках физики. На самом деле (это мое личное мнение и оно может не совпадать с вашим, сори, в какой то момент времени, напряжение источника питания, через диоды заряжают конденсаторы до половины напряжения источника питания( на самом деле несколько больше чем половина, так как напряжение заряда поступает через диоды. В следующий полупериод напряжения происходит разряд конденсаторов и сложение их напряжения через диоды. А так как, потенциал зарядного тока (плюс, минус, определяется направлением включения диодов в схему, то напряжение не может пойти в обратную сторону, так как все диоды заперты в этом направлении и имеет наименьшее сопротивление в направлении выхода и мы имеем на выходе общее напряжение всех конденсаторов той полярности, в зависимости от включения диодов. Почему я так думаю, потому что на настоящее время очень много других схем умножения напряжения. В данных схемах описывается процесс умножения высоковольтного напряжения примерно так как я описал, при этом сами схемы могут значительно отличатся от приведенной в видео, но я предполагаю, что процессы происходят одинаково.
Дата: 2020-09-04

Похожие видео

Комментарии и отзывы: 9

RoSer
И да, конденсаторы подключены непосредственно к источнику переменного напряжения, и если пренебречь внутренним сопротивлением, то они в один полупериод все заряжаются до напряжения источника питания, а в начале другого полупериода разряжаются и складывают напряжение через диоды. Диоды в данном случае работают как ключи для выпрямленного напряжения, то есть не пропускают высокое напряжение в источник питания, что привело бы к выходу его из строя. И именно поэтому мы видим на каждом конденсаторе увеличенное напряжение данного каскада умножения при измерении напряжения, а не все напряжение умножителя, диоды не пропускают в обратную сторону. И именно поэтому напряжение на каждом каскаде умножения не превосходит напряжение пробоя отдельных элементов схемы, диодов и конденсаторов.

Fly
Пару вопросов осталось не раскрытых в данной теме. Как раз нужен умножитель и не знаю как поступить. 1 — как рассчитывать диоды? Они должны по наростающей увеличивать свое обратное напряжение или нет? Допустим, нужен умножитель на 50 кВ, значит последний диод нужен с обратным напряжением больше 50 кВ или они в сумме все должны быть больше 50 кВ? Второй вопрос — по конденсаторам, я все время встречаю схемы умножителей с конденсаторами кратным двум, то есть из 4, 8. То есть, из 5 кондеров не получится сделать умножитель что ли? Ну и третий — как организовать разрядник не подскажите? Буду очень рад, если вы ответите)

Ivan
Если следовать логике то в третий период конденсатор 3 должен был не просто зарядится от конденсатора 2, а зарядится утроенному амплитудному значению, так как напряжение с конденсатора и трансформатора соединены последовательно и должны били сложится. А соответственно на выходе уже должно, одно амплитудно значение на конденсаторе 1 плюс три амплитудных значений на конденсаторе 3, получается четыре значения амплитудных. Если я не прав то разъясните пожалуйста.
Разобрался. Не внимательно послушал. Раз пять пришлось переслушать, что бы дошло. Плюс коменты внизу перечитывал.

ITibalt
Не понимаю, почему ток будет идти именно так, если там, где диод блокирует проход в опр направлении ещё понятно, то где у нас просто узел и так идёт только в один из них, судя по словам — уже странно, почему мы после зарядки одного конденсатора затем заряжаем другой конденсатор в 2 раза лучше — вообще секрет для меня, даже после просмотра видео вашего канала на тему конденсаторов( Может кто-нибудь сможет объяснить или навести на объяснение?

серый
здравствуйте. подскажите имею трансформатор (он не импульсный ) и при включении происходит скачек напряжения на вторичной обмотке. как можно эту проблему решить? поставить на входе первички 220 вольт кондер? если да каим образом на одну линию 220 или промеж проводом входа? и маленькой емкости или маленькой

Dimedrol
Понятно, как все заряжается и как увидеть падение напряжения тестером. Но как это работает в схеме с потребителями? Правильно понимаю, что эта схема не выдаёт утроенное напряжение в сети потребителей, а будет работать, как батарейка, до разряда кондеров с постепенным уменьшением падения напряжения?

Никита
Ответьте, пожалуйста, на вопрос, на последней схеме утроителя, не понимаю, почему ток идет именно так, что сначала во время положительного полупериода заряжается конденсатор с1(почему ток не идет одновременно через vd1-с1 и с2-vd3-c3-c1 или не разветвляется на нагрузку?

Дмитрий
Подскажите пожалуйста как подобрать диоды для конденсаторов на 5КV, если я буду на вход умножителя подавать напряжение с ВЧ-генератора (качера Бровина/трансформатора Теслы. Простите за глупые вопросы я новичок в этом деле.

Anatolij
Значит с постоянным напряжением это не работает. Значит, к примеру, с 12-ти вольтового аккумулятора раскачать вольтей 60 без повышающего трансформатора или преобразователя не получится.

схема для повышения постоянного напряжения — патент РФ 2037945

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника питания. Сущность изобретения: схема для повышения постоянного напряжения содержит генератор импульсов, включающий транзисторы T1, T2, резисторы R1, R2, R4,конденсатор C1 и дроссель ДР, развязывающий диод D1, накопительный конденсатор C2 и цепь обратной отрицательной связи, включающую омический делитель напряжения, содержащий резисторы R5, R6, стабилитрон D2 и усилитель постоянного тока, содержащий транзисторы T3, T4 и резистор R3. Эмиттер транзистора T1 подключен к положительному зажиму источника питания, а коллектор — к отрицательному зажиму источника питания через резистор R2, эмиттер транзистора T2 соединен с отрицательным зажимом источника питания, база — с коллектором транзистора T1, а коллектор — с базой транзистора T1 через последовательно соединенные конденсатор C1 и резистор R4, с положительным зажимом источника питания через последовательно соединенные диод D1, включенный в прямом направлении, и конденсатор C2. Омический делитель напряжения подключен параллельно конденсатору C2, катод стабилитрона D2 — комическому делителю напряжения, анод — к базе транзистора T3, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор — с положительным зажимом источника питания через резистор R3. Эмиттер транзистора T4 подключен к отрицательному зажиму источника питания, коллектор — к базе транзистора T1 через резистор R1, а база — к коллектору транзистора T3. Повышение напряжения происходит за счет возникновения напряжения самоиндукции дросселя ДР при закрывании транзистора T2. Стабилизация выходного напряжения обеспечивается управлением длительностью открытого состояния выходного транзистора T2, определяющей количество накапливаемой дросселем ДР энергии, что обеспечивает достаточно высокую экономичность схемы. Этому способствует также работа выходного транзистора T2 в ключевом режиме. Управление длительностью открытого состояния выходного транзистора осуществляется сигналом, формируемым цепью отрицательной обратной связи. 2 ил. Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

СХЕМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащая генератор импульсов, включающий первый и второй транзисторы, первый и второй резисторы, конденсатор и дроссель, развязывающий диод, накопительный конденсатор, а также отрицательный и положительный зажимы для подключения источника питания и выходной вывод для подключения нагрузки, причем эмиттер первого транзистора подключен к положительному зажиму, его база к первому выводу первого резистора, а коллектор через второй резистор к отрицательному зижиму, эмиттер второго транзистора соединен с отрицательным зажимом, его база с коллектором первого транзистора, а коллектор через конденсатор с базой первого транзистора и через дроссель с положительным зажимом, накопительный конденсатор одним выводом соединен с отрицательным зажимом, а другим с выходным выводом и с катодом развязывающего диода, включенного в прямом направлении, отличающаяся тем, что дополнительно введены усилитель постоянного тока, включающий третий и четвертый транзисторы и третий резистор, четверный резистор, включенный параллельно указанному конденсатору, омический делитель напряжения, включенный параллельно накопительному конденсатору и состоящий из последовательно соединенных пятого и шестого резисторов, а также стабилитрон, катод которого подключен к общей точке соединения пятого и шестого резисторов, и анод к базе третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером четвертого транзистора и с отрицательным зажимом, а коллектор с базой четвертого транзистора и через третий резистор с положительным зажимом, причем коллектор четвертого транзистора соединен с вторым выводом первого резистора, а другой вывод с анодом развязывающего диода соединен с коллектором второго транзистора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания. Известен преобразователь постоянного тока в постоянный ток, содержащий двухтактный автогенератор, выполненный на двух транзисторах и трансформатора, схему стабилизации и умножитель напряжения [1]
Недостатками преобразователя являются сложность схемы и значительные масса и габариты вследствие наличия трансформатора и большого числа элементов. Известны бестрансформаторные преобразователи постоянного напряжения, содержащие генератор прямоугольных импульсов и усилитель мощности (см. Р.М. Терещук и др. Полупроводниковые приемо-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. Киев: Наукова думка, 1987, 800 с.). Недостатком бестрансформаторных преобразователей является невозможность их выполнения с любым выходным напряжением. Известна интегральная схема преобразователя постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения, содержащая генераторный контур, дроссель и омический делитель напряжения, второе сопротивление которого заменено источником тока [2] Для повышения напряжения в преобразователе используется напряжение самоиндукции дросселя, возникающее при запирании включенного последовательно дросселю транзистора и заряжающее выходной конденсатор через развязывающий диод. Недостатком преобразователя является зависимость напряжения самоиндукции дросселя от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки, что обусловливает его применение в устройствах, не требующих стабильности выходного напряжения: счетчиках Гейгера, электронных зажигалках и т.д. Включение на выходе преобразователя стабилизатора напряжения приведет к снижению экономичности преобразователя при малых нагрузках вследствие большой разницы входного и выходного напряжения стабилизатора. Кроме того, дроссель и последовательно соединенный с ним транзистор, работающий в ключевом режиме, подключены к источнику питания через резистор, что снижает эффективность преобразователя вследствие уменьшения добротности дросселя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения, используемый в электронной зажигалке «Сура» [3] содержащий генератор импульсов, выполненный на транзисторах Т1 и Т2, причем эмиттер транзистора Т2 соединен с отрицательным зажимом источника питания непосредственно, коллектор транзистора Т1 и база транзистора Т2 через резистор R2, база транзистора Т1 через резистор R1, а положительный зажим источника питания подключен к эмиттеру транзистора Т1 непосредственно и к коллектору транзистора Т2 через дроссель ДР, при этом коллектор транзистора Т2 соединен через конденсатор С1 с базой транзистора Т1, а через последовательно соединенные резистор R3, диод Д1, включенный в прямом направлении, и конденсатор С2 с отрицательным зажимом источника питания. Достоинствами прототипа являются возможность получения высокого по сравнению с источником питания выходного напряжения, малое число элементов, небольшие масса и габариты, недостатком существенная зависимость выходного напряжения от напряжения источника питания и сопротивления нагрузки. Последнее обусловлено тем, что транзистор Т2 шунтируется сопротивлением нагрузки, уменьшение которого приводит к уменьшению влияния открывания и закрывания транзистора Т2 на изменение тока через дроссель ДР, и как следствие к снижению напряжения самоиндукции дросселя и выходного напряжения преобразователя. Для устранения этих недостатков в состав предлагаемой схемы для повышения напряжения постоянного тока, содержащей транзистор Т1, эмиттер которого подключен к положительному зажиму источника питания, база к первому выводу резистора R1, а коллектор к отрицательному зажиму через резистор R2, транзистор Т2, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, база с коллектором транзистора Т1, а коллектор с базой транзистора Т1 через конденсатор С1, с положительным зажимом источника питания через дроссель DP, с отрицательным зажимом источника питания через последовательно соединенные диод Д1, включенный в прямом направлении, и конденсатор С2, введены омический делитель напряжения, содержащий последовательно соединенные резисторы R5 и R6, подключенные параллельно конденсатору С2, резистор R4, шунтирующий конденсатор С1, стабилитрон Д2, катод которого подключен к омическому делителю напряжения на резисторах R5, R6, и усилитель постоянного тока (УПТ), содержащий транзистор Т3, база которого подключена к аноду стабилитpона Д2, эмиттер к отрицательному зажиму источника питания, а коллектор к положительному зажиму источника питания через резистор R3, и транзистор Т4, база которого соединена с коллектором транзистора Т3, эмиттер с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор с вторым выводом резистора R1. Омический делитель напряжения на резисторах R5, R6, cтабилитрон Д2 и УПТ образуют отрицательную обратную связь, предназначенную для стабилизации выходного напряжения преобразователя на уровне, определяемом соотношением сопротивлений резисторов R5, R6 и напряжением стабилизации стабилитрона Д2. Резистор R4 способствует лучшему запиранию транзисторов Т1, Т2, что повышает экономичность преобразователя напряжения. Таким образом, заявленное техническое решение обладает новым свойством, заключающемся в поддержании напряжения на выходе преобразователя постоянным при изменении напряжения источника питания или сопротивления нагрузки, а также в повышении экономичности преобразователя. Это свойство обеспечивается за счет введения в состав преобразователя напряжения стабилизирующей отрицательной обратной связи, через которую выход преобразователя соединяется с генератором импульсов, и шунтирования конденсатора С1 активным сопротивлением, обеспечивающим лучшее запирание транзисторов генератора импульсов. На фиг. 1 изображена принципиальная схема прототипа; на фиг. 2 схема для повышения постоянного напряжения. Схема для повышения постоянного напряжения включает генератор импульсов, содержащий транзисторы Т1 и Т2, дроссель ДР, конденсатор С1 и резисторы R1, R2, R4, развязывающий диод Д1, накопительный конденсатор С2 и цепь обратной отрицательной связи, включающую омический делитель напряжения, содержащий последовательно соединенные резисторы R5, R6, стабилитрон Д2 и УПТ, содержащий транзисторы Т3, Т4 и резистор R3, причем эмиттер транзистора Т1 подключен к положительному зажиму источника питания, а коллектор к отрицательному зажиму источника питания через резистор R2, эмиттер транзистора Т2 соединен с отрицательным зажимом источника питания, база с коллектором транзистора Т1, коллектор с базой транзистора Т1 через параллельно соединенные резистор R4 и конденсатор С1, с положительным зажимом источника питания через дроссель ДР и с отрицательным зажимом источника питания через развязывающий диод Д1, включенный в прямом направлении, и накопительную емкость С2. Омический делитель напряжения подключен параллельно конденсатору С2, катод стабилитрона Д2 к омическому делителю напряжения, анод к базе транзистора Т3, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом источника питания, а коллектор с положительным зажимом источника питания через резистор R3. Эмиттер транзистора Т4 подключен к отрицательному зажиму источника питания, коллектор к базе транзистора Т1 через резистор R1, а база к коллектору транзистора Т3. Схема для повышения постоянного напряжения функционирует следующим образом. При включении тумблера Т1 транзистор Т3 закрыт, а Т4 открыт вследствие наличия на его базе положительного напряжения, подающегося от источника питания через резистор R3. База транзистора Т1 оказывается соединенной с отрицательным зажимом источника питания через резистор R1, поэтому транзисторы Т1 и Т2 открыты. Сопротивление резистора R1 выбирается таким образом, чтобы ток в цепи
+Uпит ->>э Т1->> R1->> к-э Т4 ->> -Uпит
не обеспечивал выход транзистора Т1 в насыщенное состояние. В момент включения тумблера В1 конденсатор С1 заряжается по цепи
+Uпит_ э-T1 _ C1
Это приводит к увеличению тока базы транзистора Т1, уменьшению сопротивления его эмиттерно-коллекторного перехода, а следовательно и коллекторно-эмиттерного перехода транзистора Т2. Ток заряда конденсатора С1 увеличивается и т. д. Возникает лавинообразный процесс, в результате которого транзисторы Т1 и Т2 полностью открываются. По мере заряда конденсатора С1 базовый ток транзистора Т1, а следовательно и Т2, уменьшается, что приводит к повышению напряжения на коллекторе транзистора Т2. Это в свою очередь еще больше ограничивает базовый ток транзистора Т1 и т.д. Возникает лавинообразный процесс, в результате которого транзисторы Т1 И Т2 закрываются. При запирании транзистора Т2 в дросселе ДР появляется напряжение самоиндукции, заряжающее конденсатор С2 через диод Д1. Одновременно напряжение самоиндукции перезаряжает конденсатор С1, поддерживая транзистор Т1 в закрытом состоянии. При уменьшении напряжения самоиндукции конденсатор С1 начинает разряжаться. В случае отсутствия резистора R4 он разряжался бы по цепи; С1 ДР э- Т1-С1. Это привело бы к открыванию транзисторов Т1 и Т2 и увеличению тока через транзистор Т2 из-за наличия остаточного напряжения самоиндукции в дросселе ДР. В предлагаемой схеме конденсатор С1 разряжается через резистор R4, а приложенное к базе транзистора Т1 через резистор R4 напряжение самоиндукции продолжает удерживать транзистор Т1 в закрытом состоянии, что способствует повышению экономичности преобразователя напряжения. Дальнейшее уменьшение напряжения самоиндукции приводит к отпиранию транзистора Т1. Возникает лавинообразный процесс, описанный выше, в результате которого транзисторы Т1 и Т2 полностью отпираются. Далее циклы работы генератора импульсов повторяются. При достижении напряжения в точке а значения, равного напряжению стабилизации стабилитрона Д2, стабилитрон пробивается в обратном направлении. Появляется ток базы транзистора Т3, сопротивление его коллекторно-эмиттерного перехода уменьшается, а транзистора Т4 увеличивается. В результате постоянное отрицательное смещение на базе транзистора Т1 уменьшается, а длительность открытого состояния транзистора Т2 сокращается, что приводит к уменьшению запасаемой дросселем ДР энергии и снижению напряжения самоиндукции. Дальнейшее повышение напряжения в точке а влечет за собой резкое увеличение базового тока транзистора Т3 и закрыванию транзистора Т4. Это приводит к исчезновению отрицательного смещения на базе транзистора Т1 и разрыву цепи перезарядки конденсатора С1 от напряжения самоиндукции дросселя ДР, поэтому транзисторы Т1 и Т2 закрываются. Реально транзистор Т4 полностью не закрывается, поскольку существуют потери на омическом делителе напряжения R5, R6 и конденсаторе С2. При подключении нагрузки конденсатор С2 начинает разряжаться. Незначительное уменьшение напряжения в точке а приводит к уменьшению сопротивления коллекторно-эмиттерного перехода транзистора Т4 и увеличению напряжения самоиндукции дросселя ДР. Аналогичные процессы происходят при изменении напряжения питания преобразователя. Таким образом, стабилизация выходного напряжения преобразователя обеспечивается за счет управления длительностью открытого состояния выходного транзистора Т2, определяющей количество накапливаемой дросселем ДР энергии, что обеспечивает достаточно высокую экономичность преобразователя. Этому способствует также работа выходного транзистора Т2 в ключевом режиме. Управление длительностью открытого состояния выходного транзистора осуществляется сигналом, формируемым цепью отрицательной обратной связи.

Умножитель напряжения — Voltage multiplier

Умножитель каскадного напряжения Виллара.

Умножитель напряжения является электрическая схема, которая преобразует напряжение переменного электрического питания от более низкого напряжения до более высокого напряжения постоянного тока, как правило, с использованием сети конденсаторов и диодов .

Умножители напряжения могут использоваться для генерации от нескольких вольт для электронных приборов до миллионов вольт для таких целей, как эксперименты по физике высоких энергий и тестирование молниезащиты. Наиболее распространенный тип умножителя напряжения — это умножитель полуволнового ряда, также называемый каскадом Виллара (но фактически изобретенный Генрихом Грайнахером ).

Операция

Если предположить, что пиковое напряжение источника переменного тока равно + U s, и что значения C достаточно высоки, чтобы позволить при зарядке протекать ток без значительного изменения напряжения, тогда (упрощенная) работа каскада будет такой: следует:

Иллюстрация описанной работы при + U s = 100 В
  1. отрицательный пик (-U s ): конденсатор C 1 заряжается через диод D 1 до U s V ( разность потенциалов между левой и правой пластинами конденсатора составляет U s )
  2. положительный пик (+ U s ): потенциал C 1 складывается с потенциалом источника, таким образом заряжая C 2 до 2U s через D 2
  3. отрицательный пик: потенциал C 1 упал до 0 В, что позволяет заряжать C 3 через D 3 до 2U s .
  4. положительный пик: потенциал C 2 повышается до 2U с (аналогично шагу 2), также заряжается C 4 до 2U с . Выходное напряжение (сумма напряжений ниже C 2 и C 4 ) возрастает до тех пор, пока не будет достигнуто значение 4U s .

В действительности, чтобы C 4 достиг полного напряжения, требуется больше циклов . Каждый дополнительный каскад из двух диодов и двух конденсаторов увеличивает выходное напряжение вдвое по сравнению с пиковым напряжением питания переменного тока.

Удвоитель и тройник напряжения

Коккрофт-Уолтон напряжения учетверителя цепи. Он генерирует выходное напряжение постоянного тока V o, в четыре раза превышающее пиковое значение входного напряжения переменного тока V i.

Удвоитель напряжения использует две ступени, чтобы примерно удвоить напряжение постоянного тока, которое было бы получено от одноступенчатого выпрямителя . Пример удвоителя напряжения можно найти во входном каскаде импульсных источников питания, содержащих переключатель SPDT для выбора источника питания 120 В или 240 В. В положении 120 В вход обычно конфигурируется как двухполупериодный удвоитель напряжения путем размыкания одной точки подключения переменного тока мостового выпрямителя и подключения входа к соединению двух последовательно соединенных конденсаторов фильтра. Для работы на 240 В переключатель конфигурирует систему как двухполупериодный мост, повторно подключая провод центрального отвода конденсатора к разомкнутой клемме переменного тока системы мостового выпрямителя. Это позволяет работать на 120 или 240 В с добавлением простого переключателя SPDT.

Утроитель напряжения — это трехступенчатый умножитель напряжения. Триплер — популярный тип умножителя напряжения. Выходное напряжение тройника на практике ниже трехкратного пикового входного напряжения из-за их высокого импеданса, отчасти вызванного тем фактом, что, когда каждый конденсатор в цепи подает питание на следующий, он частично разряжается, теряя при этом напряжение.

Триплеры обычно использовались в приемниках цветного телевидения для обеспечения высокого напряжения электронно-лучевой трубки (ЭЛТ, кинескоп).

Триплеры до сих пор используются в источниках высокого напряжения, таких как копировальные аппараты, лазерные принтеры, устройства защиты от насекомых и электрошоковое оружие .

Напряжение пробоя

Хотя умножитель может использоваться для выработки выходных тысяч вольт, отдельные компоненты не обязательно должны быть рассчитаны на выдерживание всего диапазона напряжений. Каждый компонент должен учитывать только относительные разности напряжений непосредственно на его собственных клеммах и на компонентах, непосредственно примыкающих к нему.

Обычно умножитель напряжения будет физически устроен как лестница, так что постепенно увеличивающийся потенциал напряжения не дает возможности дуги на участках цепи с гораздо более низким потенциалом.

Обратите внимание, что необходим некоторый запас прочности во всем относительном диапазоне разностей напряжений в умножителе, чтобы лестница могла выдержать короткое замыкание по крайней мере одного диода или компонента конденсатора. В противном случае одноточечное короткое замыкание может привести к последовательному перенапряжению и разрушению каждого следующего компонента в умножителе, потенциально разрушив всю цепочку умножителя.

Другие топологии схем

Два каскада управляются одним трансформатором с центральным отводом. Эта конфигурация обеспечивает двухполупериодное выпрямление, что снижает пульсации, и при любом коллапсе из-за дугового разряда может подавляться емкостная энергия.
Штабелирование
Второй каскад наложен на первый, управляемый второй вторичной обмоткой, изолированной от высокого напряжения. Вторая обмотка соединена с фазовым сдвигом 180 °, чтобы получить двухполупериодное выпрямление. Две обмотки необходимо изолировать от высокого напряжения между ними. Одна вторичная обмотка трансформатора одновременно управляет двумя каскадами противоположной полярности. Объединение двух каскадов обеспечивает выходное напряжение в два раза большее, но с лучшими характеристиками пульсации и заряда конденсатора, чем можно было бы достичь с помощью одного длинного каскада с таким же напряжением.

В любом столбце используется четное количество диодно-конденсаторных ячеек, так что каскад заканчивается на сглаживающей ячейке. Если бы он был нечетным и заканчивался на зажимной ячейке, пульсации напряжения были бы очень большими. Конденсаторы большего размера в соединительной колонке также уменьшают пульсации, но за счет времени зарядки и увеличения тока диода.

Зарядный насос Диксона

Стандартный зарядный насос Диксона (4 ступени: 5-кратный множитель)

Диксон заряд насос, или Диксон мультипликатор, является модификацией множителя Greinacher / Коккрофт-Walton . Однако, в отличие от этой схемы, умножитель Диксона принимает на вход источник постоянного тока, поэтому является формой преобразователя постоянного тока . Кроме того, в отличие от Greinacher / Cockcroft – Walton, который используется в высоковольтных приложениях, умножитель Диксона предназначен для низковольтных целей. В дополнение к входу постоянного тока схема требует подачи двух последовательностей тактовых импульсов с разной амплитудой между шинами питания постоянного тока. Эти последовательности импульсов находятся в противофазе.

Для того, чтобы описать работу идеала цепи, количество диодов D1, D2 и т.д. слева направо, и конденсаторы С1, С2 и т.д. Когда часы низкие, D1 будет взимать плату C1- V в . Когда идет высоко верхняя пластина из С1 проталкивается до 2 V в . D1, затем выключается и D2 включается и С2 начинает заряд до 2 V в . На следующем цикле тактовой синхронизации снова переходит на низкий уровень, и теперь переходит на высокий уровень толкает верхнюю пластину С2 до 3 V в . D2 выключается, а D3 включается, заряжая C3 до 3 В на входе и так далее с зарядом, проходящим вверх по цепи, отсюда и название подкачки заряда . Конечная диодно-конденсаторная ячейка в каскаде соединена с землей, а не с фазой синхронизации и, следовательно, не является умножителем; это пиковый детектор, который просто обеспечивает сглаживание . ϕ1{\ displaystyle \ phi _ {1}}ϕ1{\ displaystyle \ phi _ {1}}ϕ1{\ displaystyle \ phi _ {1}}ϕ2{\ displaystyle \ phi _ {2}}

Есть ряд факторов, которые уменьшают выходную мощность в идеальном случае nV in . Одним из них является пороговое напряжение коммутирующего устройства V T, то есть напряжение, необходимое для его включения. Выходная мощность будет уменьшена как минимум на нВ Тл из-за падения напряжения на переключателях. Диоды Шоттки обычно используются в умножителях Диксона из-за их низкого прямого падения напряжения, среди других причин. Другая трудность заключается в том, что в каждом узле есть паразитные емкости относительно земли. Эти паразитные емкости действуют как делители напряжения, а накопительные конденсаторы схемы еще больше снижают выходное напряжение. До определенного момента более высокая тактовая частота полезна: пульсации уменьшаются, а высокая частота облегчает фильтрацию оставшейся пульсации. Также уменьшается размер необходимых конденсаторов, поскольку за один цикл необходимо сохранять меньший заряд. Однако потери из-за паразитной емкости увеличиваются с увеличением тактовой частоты, и практический предел составляет около нескольких сотен килогерц.

Накачка заряда Диксона с использованием полевых МОП-транзисторов с диодной проводкой (4 ступени: 5-кратный умножитель)

Умножители Диксона часто встречаются в интегральных схемах (ИС), где они используются для увеличения напряжения питания низковольтной батареи до напряжения, необходимого для ИС. Разработчику и изготовителю ИС выгодно использовать одну и ту же технологию и одно и то же базовое устройство во всей ИС. По этой причине в популярных ИС с КМОП- технологией транзистор, который является основным строительным блоком схем, является МОП-транзистором . Следовательно, диоды в умножителе Диксона часто заменяются полевыми МОП-транзисторами, работающими как диоды.

Накачка заряда Диксона с линейным полевым МОП-транзистором, подключенным параллельно с диодным полевым МОП-транзистором (4 ступени: 5-кратный умножитель)

Версия умножителя Диксона с диодной проводкой на полевых МОП-транзисторах не очень хорошо работает при очень низких напряжениях из-за больших падений напряжения сток-исток полевых МОП-транзисторов. Часто для решения этой проблемы используется более сложная схема. Одним из решений является подключение параллельно переключающему полевому МОП-транзистору другого полевого МОП-транзистора, смещенного в его линейную область. Этот второй МОП-транзистор имеет более низкое напряжение сток-исток, чем переключающий МОП-транзистор сам по себе (потому что переключающий МОП-транзистор сильно включен), и, следовательно, выходное напряжение увеличивается. Затвор полевого МОП-транзистора с линейным смещением подключен к выходу следующего каскада, так что он выключен, пока следующий каскад заряжается от конденсатора предыдущего каскада. То есть транзистор с линейным смещением выключается одновременно с переключающим транзистором.

Идеально подходит 4-ступенчатый Диксон умножитель (5 × множитель) с входом 1,5 V будет иметь выход 7,5 V . Однако диод-проводной МОП — 4-ступенчатый умножитель может иметь только выход 2 V . Добавление параллельных МОП — транзисторов в линейной области улучшает это около 4 V . Более сложные схемы все же могут обеспечить выход, намного более близкий к идеальному.

Существует множество других вариаций и улучшений базовой схемы Диксона. Некоторые пытаются уменьшить пороговое напряжение переключения, такие как множитель Мандала-Сарпешкара или множитель Ву. Другие схемы нейтрализуют пороговое напряжение: умножитель Umeda делает это с помощью внешнего напряжения, а умножитель Накамото — с внутренним генерируемым напряжением. Множитель Бержере сконцентрирован на повышении энергоэффективности.

Модификация для мощности RF
Модифицированный зарядовый насос Диксона (2 ступени: 3 × множитель)

В интегральных схемах КМОП тактовые сигналы легко доступны или легко генерируются. Это не всегда так в ВЧ интегральных схемах, но часто источник ВЧ мощности будет доступен. Стандартная схема умножителя Диксона может быть изменена для удовлетворения этого требования путем простого заземления нормального входа и одного из входов часов. ВЧ-мощность подается на другой вход синхронизации, который затем становится входом схемы. Радиочастотный сигнал является не только источником энергии, но и часами. Однако, поскольку тактовые импульсы вводятся только в каждый другой узел, схема достигает стадии умножения только для каждой второй ячейки диод-конденсатор. Другие диодно-конденсаторные ячейки просто действуют как детекторы пиков и сглаживают пульсации без увеличения умножения.

Перекрестно-коммутируемый конденсатор

Каскад удвоителей напряжения на полевых МОП-транзисторах с перекрестной связью (3 ступени: 4-кратный умножитель)

Умножитель напряжения может быть сформирован из каскада удвоителей напряжения типа перекрестно связанных переключаемых конденсаторов . Этот тип схемы обычно используется вместо умножителя Диксона, когда напряжение источника составляет 1,2 В или меньше. Умножители Диксона имеют все более низкую эффективность преобразования мощности по мере того, как входное напряжение падает, потому что падение напряжения на транзисторах с диодной связью становится намного более значительным по сравнению с выходным напряжением. Поскольку транзисторы в схеме с перекрестной связью не являются диодными, проблема падения напряжения не столь серьезна.

Схема работает, поочередно переключая выход каждой ступени между удвоителем напряжения, управляемым и управляемым . Такое поведение приводит к другому преимуществу перед умножителем Диксона: уменьшению пульсаций напряжения при удвоении частоты. Увеличение частоты пульсаций является преимуществом, поскольку их легче удалить с помощью фильтрации. Каждый каскад (в идеальной схеме) увеличивает выходное напряжение на пиковое тактовое напряжение. Если предположить, что это тот же уровень, что и входное напряжение постоянного тока, то n- ступенчатый умножитель (в идеале) будет выдавать nV in . Основной причиной потерь в схеме с перекрестной связью является паразитная емкость, а не пороговое напряжение переключения. Потери возникают из-за того, что часть энергии должна идти на зарядку паразитных емкостей в каждом цикле. ϕ1{\ displaystyle \ phi _ {1}}ϕ2{\ displaystyle \ phi _ {2}}

Приложения

В источниках высокого напряжения для электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) в телевизорах часто используются умножители напряжения со сглаживающим конденсатором конечной ступени, образованным внутренним и внешним покрытием аквадага на самом ЭЛТ. ЭЛТ раньше были обычным компонентом телевизоров. Умножители напряжения до сих пор можно найти в современных телевизорах, копировальных аппаратах и автоматах .

Умножители высокого напряжения используются в оборудовании для окраски распылением, которое чаще всего встречается на предприятиях автомобилестроения. В сопле распылителя краски используется умножитель напряжения с выходной мощностью около 100 кВ для электрического заряда распыленных частиц краски, которые затем притягиваются к противоположно заряженным металлическим поверхностям, подлежащим окраске. Это помогает уменьшить объем используемой краски и помогает равномерно распределить слой краски.

Распространенным типом умножителя напряжения, используемым в физике высоких энергий, является генератор Кокрофта-Уолтона (который был разработан Джоном Дугласом Кокрофтом и Эрнестом Томасом Синтоном Уолтоном для ускорителя частиц для использования в исследованиях, которые принесли им Нобелевскую премию по физике в 1951 году) .

Смотрите также

Примечания

Список используемой литературы

  • Кампардо, Джованни; Микелони, Рино; Новосел, Дэвид СБИС-дизайн энергонезависимых воспоминаний, Springer, 2005 ISBN 3-540-20198-X .
  • Лин, Юй-Шианг Схемы малой мощности для миниатюрных сенсорных систем, Издательство ProQuest, 2008 ISBN 0-549-98672-3 .
  • Лю, Mingliang проясняет схемы коммутируемых конденсаторов, Newnes, 2006 ISBN 0-7506-7907-7 .
  • Макгоуэн, Кевин, Полупроводники: от книги до макета, Cengage Learning, 2012 ISBN 1133708382 .
  • Пелузо, Винченцо; Steyaert, Michiel; Сансен, Вилли М.К. Разработка низковольтных маломощных КМОП-дельта-сигма аналого- цифровых преобразователей, Springer, 1999 ISBN 0-7923-8417-2 .
  • Юань, Фэй КМОП-схемы для пассивных беспроводных микросистем, Springer, 2010 ISBN 1-4419-7679-5 .
  • Zumbahlen, Hank Linear Circuit Design Handbook, Newnes, 2008 ISBN 0-7506-8703-7 .

внешние ссылки

31. Преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного напряжения.

Источником постоянного напряжения для инверторов может служить аккумулятор, например в установках гарантированного питания. Однако чаще всего источником энергии является промышленная сеть переменного тока (одно- или трехфазная с частотой 50 Гц), когда постоянное напряжение, необходимое для инвертора, получается с помощью выпрямителя. В результате образуется составной (двухзвенный) преобразователь, называемый обычно преобразователем частоты со звеном постоянного тока (ПЧ со ЗПТ), в котором имеет место двукратное преобразование энергии; такой преобразователь, входная сеть которого имеет частоту f1 (как правило, 50 Гц) и число фаз m1 (как правило, 1 или 3), выходная сеть – частоту f2 (зависящую от назначения преобразователя и, как правило, регулируемую) и число фаз m2 (как правило, 1 или 3), показан на рис. 1. Так как форма кривых тока и напряжения, получаемых на выходе выпрямителя, в большинстве случаев не пригодна для непосредственного питания инвертора из-за большого содержания высших гармонических обычно между выпрямительным устройством 1 и инвертором 3включают дополнительные элементы, которые образуют звено постоянного тока 2.

Важнейшей составной частью звена постоянного тока является сглаживающее и развязывающее устройство, которое в зависимости от типа используемого инвертора состоит из реактора и конденсатора (для инвертора напряжения) или только из одного сглаживающего реактора (для инвертора тока).

В заключение несколько замечаний о выпрямителе 1. Если не требуется режим рекуперации, т. е. возврат энергии из цепи нагрузки во входную сеть, для питания инвертора напряжения может применяться неуправляемый выпрямитель, в котором регулировка выходного напряжения осуществляется внутренними средствами, например за счет изменения длительности импульсов напряжения. При использовании регулируемого трансформатора или регулятора постоянного напряжения (звено 1.2на рис. 1) неуправляемый выпрямитель можно применять и для питания нерегулируемого инвертора, при этом выходное напряжение последнего регулируется путем изменения питающего напряжения. Однако, в случае регулируемого трансформатора получается низкое быстродействие или же за счет потерь мощности при дополнительном преобразовании энергии в регуляторе снижается КПД. В то же время использование неуправляемого выпрямителя выгодно из-за незначительного потребления от питающей сети реактивной мощности и токов высших гармоник.

32. Принцип работы непосредственного преобразователя часоты.

В преобразователях с непосредственной связью электрический привод представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие — малый диапазон управления частотой вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

Использование незапираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя с непосредственной связью является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.

 

Т аким образом, выходное напряжение преобразователя формируетсяиз «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. На рис.5. показан пример формирования выходного напряжениядля одной из фаз нагрузки. На входе преобразователя действует трехфазное синусоидальное напряжение uа, uв, uс.Выходное напряжение uвых имеет несинусоидальную «пилообразную» форму, которую условно можно аппроксимировать синусоидой (утолщенная линия). Из рисунка видно, что частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие малый диапазон управления частоты вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.

 

Использование не запираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя.

«Резаная» синусоида на выходе преобразователя является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению к.п.д. системы в целом. 

Наряду с перечисленными недостатками преобразователей с непосредственной связью, они имеют определенные достоинства. К ним относятся:

— практически самый высокий КПД относительно других преобразователей (98,5% и выше),

— способность работать с большими напряжениями и токами, что делает возможным их использование в мощных высоковольтных приводах,

— относительная дешевизна, несмотря на увеличение абсолютной стоимости за счет схем управления и дополнительного оборудования.

Умножители напряжения. (Лекция 3) — презентация онлайн

1. УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Электропитание систем связи
Лекция 3
Нетикова Л.И.
УМНОЖИТЕЛИ
НАПРЯЖЕНИЯ
ХНУРЭ факультет ТКВТ кафедра ТКС
Тема: Умножители напряжения
Цель лекции – изучить основные схемы умножителей, применяемые для
источников электрического питания (ИЭП) устройств электросвязи
Содержание:
• Классификация умножителей напряжения
•Симметричный умножитель — схема Латура
•Несимметричный умножитель 1-го рода (НУН-1)
•Несимметричный умножитель 2-го рода (НУН-2) схема 1
•Несимметричный умножитель 2-го рода (НУН-2) схема 2
Умножителем
напряжения
называется
выпрямительное
устройство, в котором с помощью диодно–емкостных ячеек формируется
постоянное напряжение
U 0 n U 2max
Umax 2 U2
Умножители напряжения
1 Симметричные (Схема Латура)
2 Несимметричные:
— несимметричные умножители 1-го рода (параллельные умножители НУН-1)
— несимметричные умножители 2-го рода (последовательные умножители НУН-2)
3 Сверхвысоковольтные генераторы (генераторы Маркса)
Электролитический конденсатор
Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости
и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии
электрического поля
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в
момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд
конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор
не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же
переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством
циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током
смещения.
Umax 2 U2
Схема Латура
VD1=VD2
C1=C2
C1=U2m
Umax 2 U2
fп = 2fc
Параллельные умножители напряжения, для которых требуется
меньшая емкость конденсатора на ступень умножения.
Наиболее часто применяют последовательные умножители. Они более
универсальны, напряжение на диодах и конденсаторах распределены
равномерно, можно реализовать большее число ступеней умножения. Имеют
свои достоинства и параллельные умножители. Однако такой их недостаток,
как увеличение напряжения на конденсаторах с увеличением числа ступеней
умножения, ограничивает их применение до выходного напряжения примерно
20 кВ.
Несимметричный умножитель 1го рода (НУН-1)
C1=U2m
C2=2U2m
C3=3U2m
C4=4U2m
U L 10 U 2max
fп = fc
Во время действия отрицательного полупериода напряжения
конденсатор С1 заряжается через открытый диод VD1 до амплитудного
значения приложенного напряжения Uа. Когда к входу умножителя приложено
напряжение положительного полупериода, конденсатор С2 через открытый
диод VD2 заряжается до напряжения 2Uа. Во время следующего этапа отрицательного полупериода — через диод VD3 до напряжения 2Uа заряжается
конденсатор С3. И, наконец, при очередном положительном полупериоде до
напряжения 2Uа заряжается конденсатор С4. Очевидно, что запуск
умножителя происходит за несколько периодов переменного напряжения.
Постоянное выходное напряжение складывается из напряжений на
последовательно включенных и постоянно подзаряжаемых конденсаторах С2
и С4 и составляет 4Uа. Изображенный на рисунке умножитель относится к
последовательным умножителям.
Несимметричный умножитель 2-го
рода (НУН-2) схема 1
C1=U2m
C2=C3=…=Cn =
fп = f c
2 U 2max
Несимметричный умножитель 2-го
рода (НУН-2) схема 2
C1=U2m C2, C3=2U2m
fп = f c
При практической реализации умножителя следует уделить особое внимание
выбору его элементов, их размещению и изоляционным материалам.
Конструкция должна обеспечивать надежную изоляцию во избежание
возникновения коронного разряда, который снижает надежность умножителя,
приводит к выходу его из строя. Если требуется изменить полярность
выходного напряжения, полярность включения диодов следует изменить на
обратную.
Выводы
В умножителях напряжения с чётным числом диодно-емкостных ячеек
отсутствует подмагничивание сердечника силового трансформатора, поэтому их
можно включать в сеть без трансформатора.
Во всех схемах умножителей напряжения обратное напряжение на вентилях
диодно-емкостных ячеек равно двойному значению амплитуды входного
переменного напряжения.
С помощью диодно-емкостных ячеек возможно умножение напряжения путём
передачи запасённой конденсатором энергии от ячейки к ячейке с
наращиванием потенциала либо путём заряда последовательно включённых
конденсаторов до двойного напряжения.
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Способы получения повышенного напряжения.
Классификация умножителей напряжения.
Схема Латура. Особенности работы схемы.
Причины, которые могут привести к появлению в схеме Латура пульсаций,
равных частоте сети.
Схемы НУН-1, НУН-2. Особенности работы схем.
Чему равна частота пульсаций на нагрузке несимметричных схем
умножения напряжения?
Чему равно обратное напряжение на вентилях в несимметричном
умножителе напряжения первого рода?
Можно ли несимметричные умножители напряжения включать в сеть без
силового трансформатора?
Какие требования предъявляют к конденсаторам несимметричных
умножителей напряжения?
Подмагничивание сердечника силового трансформатора
Подмагничивание происходит ПОСТОЯННОЙ составляющей во вторичной
обмотке, т.е к переменному току добавляют (а в случае с первичной обмоткой
вычитают) постоянный ток.
Принцип трансформации основан на переменном магнитном поле, сцепленном
с витками катушки. Сердечник трансформатора — металл ферромагнетик
служит проводником магнитного потока. Все ферромагнетики имеют доменную
структуру, домен — маленький «магнитик» в составе кристаллической решетки
металла. Домен имеет южный и северный магнитные полюса и выстраивается
в металле по внешнему магнитному полю.
В переменном магнитном потоке (симметричном, синусоидальном) домены
вращаются с частотой тока в намагничивающей обмотке, грубо говоря сначала
все разворачиваются «на юг» (при положительно полуволне в обмотке), а потом
«на север» (при отрицательной полуволне).
При появлении постоянной составляющей, домены перестают до конца
поворачиваться на север (или на юг в зависимости от знака тока). Получается,
что амплитуда колебаний магнитного потока падает (домены вращаются не на
180 градусов, а на меньший угол), трансформатор входит в насыщение.
ЭДС генерируемая во вторичной обмотке: E = 4,44FwФ,
где F — частота в Гц, w — число витков в катушке вторичной обмотки, а Ф магнитный поток в сердечнике.
Т.е. при снижении потока падает и ЭДС, а для обеспечения повышенного
потока следует увеличить ток в намагничивающей обмотке.
В схемах выпрямления с чётным значением коэффициента фазности
m2 отсутствует подмагничивание сердечника силового трансформатора, так
как в фазных обмотках выпрямленные токи текут в противоположных
направлениях.

Концептуальная путаница в схемах умножителя напряжения

Я могу провести анализ схемы полуволнового последовательного умножителя (также называемого каскадом Вилларда или Грейнахера или умножителем Кокрофта-Уолтона) и убедиться, что он работает, но у меня есть несколько концептуальных недоразумений, связанных с тем, как он почти универсально объясняется: каждый Этап представляет собой ограничитель, который сдвигает форму сигнала вверх на пиковое напряжение, выходной сигнал которого направляется на фильтрованный однополупериодный выпрямитель (т. е. пиковый детектор) для получения плавно удвоенного выходного постоянного напряжения.Объясняется, что если мы хотим получить V\$_{out}\$ = NV\$_{in}\$, нам нужно связать вместе N таких стадий.

Для ясности я разделил следующие три путаницы, но я думаю, что они просто помогают объяснить один и тот же центральный вопрос.

1) Моя первая путаница заключается в том, что если мы хотим в конечном итоге получить плавный выход постоянного тока, было бы наиболее разумно сэкономить N-1 диодов, выполнив только сглаживание после умножения напряжения. И все же большинство онлайн-ресурсов описывают сглаживание как неотъемлемую часть работы каждого этапа, не объясняя, почему.Это особенно сбивает с толку, потому что если бы форма выходного сигнала действительно была сглажена до постоянного напряжения на каждом этапе, то полярность не изменилась бы для следующего этапа, и поэтому он не смог бы выполнять свою работу!

2) Вторая моя путаница связана с первой: почему мы не можем поэтому просто избавиться от выпрямителя в каждой ступени и просто связать зажимы (и сохранить сглаживание до конца)? Причина, по которой это особенно сбивает с толку, заключается в том, что обе цепи на самом деле являются одной и той же схемой, то есть гирляндной цепью из 2N фиксаторов (перестановка полярности для каждого добавленного фиксатора) является той же цепочкой, что и гирляндная цепь из N (фиксатор + выпрямитель с фильтром) .

3) Моя третья путаница заключается в том, что если бы я действительно понимал множитель как цепочку последовательно соединенных фиксаторов и фильтров, то я ожидал бы, что V\$_{out}\$ будет находиться между двумя «рельсами», а не между ними. земля, расположенная рядом с V\$_{in}\$ перед первой стадией, и выход последней ступени (как на этой диаграмме).

Опять же, я могу успешно провести анализ схемы умножителя, но я обнаружил, что все общие концептуальные описания очень запутаны.

Серия учебных курсов по электротехнике и электронике ВМФ (NEETS), модуль 7

Модуль 7 — Введение в твердотельные устройства и источники питания

Страницы я, 1−1, 1−11, 1−21, 1−31, 1−41, 2−1, 2−11, 2−21, 2−31, 2−41, 2−51, 3−1, 3−11, 3−21, 3−31, 3−41, 3−51, от 4-1 до 4-10, 4−11, 4−21, 4−31, 4−41, 4−51, индекс

 

прямое смещение изменений Q1 до 0.6 вольт. Поскольку это напряжение смещения меньше обычных 0,7 вольт, сопротивление транзистора Q1 увеличивается, тем самым увеличение падения напряжения на транзисторе до 5,8 вольт. Это падение напряжения восстанавливает выходное напряжение до 14,3 вольта. Весь цикл занимает доли секунды, поэтому изменение не видно на экране. осциллограф или легко измерить с помощью другого стандартного контрольно-измерительного оборудования.

Рис. 4-36А.- Последовательный регулятор напряжения. УВЕЛИЧЕНИЕ ВЫХОДА

 

Вид B представляет собой принципиальную схему регулятора напряжения той же серии с одним существенным отличием. То выходное напряжение отображается как 14,2 вольта вместо желаемых 14,3 вольта. В этом случае нагрузка увеличилась. вызывая пониженное падение напряжения на R L до 14,2 вольт. Когда выход уменьшается, прямое смещение Q1 увеличивается до 0,8 вольт, потому что стабилитрон CR1 поддерживает базовое напряжение Q1 на уровне 15 вольт.Это 0,8 вольта разница между опорным напряжением стабилитрона 15 вольт и мгновенным выходным напряжением. (15 В — 14,2 В = 0,8 В). В этот момент большее прямое смещение на Q1 вызывает уменьшение сопротивления Q1, тем самым вызывая падение напряжения на Q1, чтобы вернуться к 5,7 вольт. Это приводит к тому, что выходное напряжение возвращается к 14,3 вольт.

Рисунок 4-36B. — Последовательный регулятор напряжения.УМЕНЬШЕНИЕ ВЫХОДА

4-41

На рис. 4-37 показана схема шунтирующего регулятора напряжения. Обратите внимание, что Q1 находится параллельно с нагрузкой. Компоненты этой схемы идентичны компонентам последовательного регулятора напряжения, за исключением добавление постоянного резистора R S . Изучая схему, вы увидите, что этот резистор подключен последовательно с выходным сопротивлением нагрузки. Токоограничивающий резистор (R1) и стабилитрон (CR1) обеспечивают постоянное опорное напряжение для перехода база-коллектор транзистора Q1.Обратите внимание, что смещение Q1 определяется падение напряжения на R S и R1. Как вы должны знать, величина прямого смещения на транзисторе влияет на его общее сопротивление. В этом случае падение напряжения на R S является ключом к общей схеме. операция.

Рис. 4-37. — Шунтирующий регулятор напряжения.

 

На рис. 4-38 представлена ​​схема типичного регулятора шунтового типа.Обратите внимание, что схема идентична схеме, показанной на рис. 4-37, за исключением того, что напряжения показаны для того, чтобы помочь вам понять функции различные компоненты. В показанной схеме падение напряжения на стабилитроне (CR1) остается постоянным и составляет 5,6 вольт. Это означает, что при входном напряжении 20 вольт падение напряжения на резисторе R1 составляет 14,4 вольта. С базой-эмиттером напряжение 0,7 вольт, выходное напряжение равно сумме напряжений на CR1 и напряжения на переход база-эмиттер Q1.В этом примере при выходном напряжении 6,3 вольт и входном напряжении 20 вольт, падение напряжения на RS равно 13,7 вольт. Изучите схему, чтобы полностью понять, как эти напряжения развитый. Обратите особое внимание на указанные напряжения.

Рис. 4-38. — Шунтирующий регулятор напряжения (с напряжениями).

4-42

Теперь см. вид a на рис. 4-39. На этом рисунке показана принципиальная схема того же шунта напряжения стабилизатор, как показано на рис. 4-38, с повышенным входным напряжением 20.1 вольт. Это увеличивает вперед смещения на Q1 до 0,8 вольта. Напомним, что падение напряжения на CR1 остается постоянным на уровне 5,6 вольт. С момента выхода напряжение состоит из напряжения Зенера и напряжения база-эмиттер, выходное напряжение мгновенно увеличивается до 6,4 вольта. В это время увеличение прямого смещения Q1 снижает сопротивление транзистора, позволяя через него проходит больший ток. Так как этот ток также должен проходить через R S , то также увеличение падения напряжения на этом резисторе.Падение напряжения на R S теперь составляет 13,8 В и поэтому выходное напряжение снижается до 6,3 вольт. Помните, что это изменение происходит за долю секунды.

Рис. 4-39А. — Шунтирующий регулятор напряжения. ПОВЫШЕНИЕ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

 

Изучите схему, показанную на виде B. Хотя эта схема идентична другой схеме шунтирования схемах, показанных и обсужденных ранее, выходное напряжение отличается.Ток нагрузки увеличился вызывая кратковременное падение выходного напряжения до 6,2 вольт. Напомним, что схема была разработана для обеспечения постоянного выходное напряжение 6,3 вольта. Поскольку выходное напряжение меньше требуемого, в регуляторе происходят изменения восстановить выходное напряжение до 6,3 вольта. Из-за падения выходного напряжения на 0,1 В прямое смещение транзистора Q1 равно теперь 0,6 вольта. Это уменьшение прямого смещения увеличивает сопротивление транзистора, тем самым уменьшая ток течет через Q1 на ту же величину, на которую увеличился ток нагрузки.Ток через R S возвращается к своему нормальному значению и восстанавливает выходное напряжение до 6,3 вольта.

Рис. 4-39B. — Шунтирующий регулятор напряжения. СНИЖЕНИЕ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

4-43

В33. На рис. 4-37 падение напряжения на RS и R1 определяет отношение база-эмиттер для транзистора Q1.

 

Q34. На рис. 4-39, вид A, при увеличении входного напряжения прямое смещение транзистора Q1 увеличивается/уменьшается (какое).

 

Q35. На виде B на рис. 4-39, когда ток нагрузки увеличивается и выходное напряжение на мгновение падает, сопротивление Q1 увеличивается/уменьшается (какое именно) для компенсации.

 

Регуляторы тока

 

Теперь вы должны знать, как работают регуляторы напряжения для обеспечения постоянного выхода. напряжения. В некоторых схемах может потребоваться регулировка выходного тока. Схема, которая обеспечивает выход постоянного тока называется регулятором постоянного тока или просто РЕГУЛЯТОРОМ ТОКА.Схема, показанная в Рисунок 4-40 представляет собой упрощенную схему регулятора тока. На схеме показан переменный резистор. используется для иллюстрации концепции текущего регулирования. Изучая регуляторы напряжения, вы должны знать, что переменный резистор не реагирует достаточно быстро, чтобы компенсировать изменения. Обратите внимание, что амперметр был включены в эту схему, чтобы указать, что показанная схема является схемой регулятора тока.Когда цепь работает правильно, текущие показания амперметра остаются постоянными. В этом случае переменный резистор (R V ) компенсирует изменения нагрузки или входного напряжения постоянного тока. Адекватное текущее регулирование приводит к потере регулирование напряжения. Изучая приведенную схему, следует помнить, что любое увеличение сопротивления нагрузки вызывает падение тока. Чтобы поддерживать постоянный ток, сопротивление R V должно быть уменьшено всякий раз, когда увеличивается сопротивление нагрузки.Это приводит к тому, что общее сопротивление остается постоянным. Увеличение входного напряжения необходимо компенсировать увеличением сопротивления R V , тем самым поддерживая постоянный ток поток. Работа регулятора тока аналогична работе регулятора напряжения. Основное отличие в том, что один регулирует ток, а другой регулирует напряжение.

 

Рис. 4-40.- Регулятор тока (упрощенный).

 

Поскольку использование переменного резистора не является практичным способом управления колебаниями или изменениями тока, используются транзистор и стабилитрон вместе с необходимыми резисторами. Напомним, что стабилитрон обеспечивает постоянное опорное напряжение. Схема, показанная на рис. 4-41, представляет собой схему регулятора тока. За исключением добавлением R1 схема, показанная на рисунке, аналогична схеме последовательного регулятора напряжения.Резистор подключается последовательно с нагрузкой и воспринимает любые изменения тока в нагрузке. Обратите внимание на падение напряжения на резисторе R1. и отрицательная полярность напряжения, приложенного к эмиттеру Q1.

 

4-44

Полярность напряжения

является результатом тока, протекающего через R1, и это отрицательное напряжение противодействует прямое смещение для Q1. Однако, поскольку регулируемое напряжение на CR1 имеет противоположную полярность, фактическое смещение транзистор — это разница между двумя напряжениями.Вы должны видеть, что цель R2 состоит в том, чтобы функционировать как токоограничивающий резистор для стабилитрона.

Рис. 4-41. — Регулятор тока.

 

Целью регулятора тока является обеспечение постоянного тока независимо от изменений на входе напряжение или ток нагрузки. Схема, показанная на рис. 4-42, представляет собой схему, предназначенную для обеспечения постоянного ток 400 миллиампер.Вольтметры показаны на схеме, чтобы подчеркнуть падение напряжения на конкретных компоненты. Эти напряжения помогут вам понять, как работает регулятор тока. Падение напряжения на переход база-эмиттер Q1 составляет 0,6 вольта. Это напряжение представляет собой разницу между напряжением Зенера и падение напряжения на R1. Прямое смещение Q1 на 0,6 В обеспечивает правильную работу транзистора. Выход напряжение между R L 6 вольт, как показывает вольтметр.При регулируемом токе на выходе 400 миллиампер транзистор сопротивление (R Q1 ) 9 Ом. Это можно доказать, используя закон Ома и значения, указанные на схематический. В этом случае ток (I) равен падению напряжения (E), деленному на сопротивление (R). Следовательно: 12 вольт, деленный на 30 Ом, равен 0,4 ампера или 400 миллиампер.

Рисунок 4-42. — Регулятор тока (со значениями цепи).

4-45

Поскольку вы знакомы с базовой схемой регулирования тока, давайте подробно рассмотрим, как различные компоненты работают, чтобы поддерживать постоянный выходной ток 400 мА. Обратитесь к схеме, показанной на рисунке 4-43. Помните, что уменьшение сопротивления нагрузки вызывает соответствующее увеличение тока. В примере показано, сопротивление нагрузки R L упало с 15 Ом до 10 Ом. Это приводит к большему напряжению падение на R1 из-за увеличения тока.Падение напряжения увеличилось с 2,4 вольта до 2,5 вольта. Конечно, падение напряжения на CR1 остается постоянным на уровне 9 вольт благодаря его регулирующей способности. Из-за Увеличенное падение напряжения на R1, прямое смещение на Q1 теперь составляет 0,5 вольт. Поскольку прямое смещение Q1 имеет уменьшилось, сопротивление транзистора увеличилось с 9 Ом до 14 Ом. Обратите внимание, что увеличение на 5 Ом сопротивление на транзисторе соответствует уменьшению сопротивления нагрузки на 5 Ом.Таким образом, общая сопротивление вокруг внешнего контура цепи остается постоянным. Поскольку схема представляет собой регулятор тока, вы Знайте, что выходные напряжения будут меняться, поскольку регулятор поддерживает постоянный выходной ток. На рисунке выходное напряжение уменьшается до 4 вольт, что вычисляется путем умножения тока (I) на сопротивление (R) (400 мА x 10 Ом = 4 вольта).

Рисунок 4-43.- Регулятор тока (с уменьшением R L ).

 

Q36. На рис. 4-40 при увеличении сопротивления нагрузки (R L ) сопротивление R V увеличивается/уменьшается (какое именно) для компенсации изменения.

 

Q37. В Рисунок 4-43. Любое уменьшение прямого смещения база-эмиттер на транзисторе Q1 приводит к увеличению/уменьшению (какое именно) в сопротивлении транзистора.

 

УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

 

Возможно, вы уже знаете, как трансформатор работает для увеличения или уменьшения напряжения. Возможно, вы также узнали, что вторичная обмотка трансформатора может обеспечивать один или несколько выходов переменного напряжения, которые могут быть больше или меньше входного напряжения. Когда напряжения усиливаются, ток уменьшается; когда напряжение снижается, ток увеличивается.

 

Другой метод для повышения напряжения называется умножением напряжения.УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ используются, прежде всего, для создания высоких напряжения там, где требуется малый ток. Наиболее распространенное применение высоковольтных выходов напряжения умножители — это анод электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), которые используются для представления радиолокационных прицелов, осциллографов презентации или телевизионные кинескопы. Выход постоянного тока умножителя напряжения находится в диапазоне от 1000 до 30 000 вольт. вольт. Фактическое напряжение зависит от размера ЭЛТ и его применения в оборудовании.

 

4-46

Умножители напряжения также могут использоваться в качестве первичных источников питания при выпрямлении входного напряжения 177 В переменного тока. к пульсирующему постоянному току. Это постоянное выходное напряжение может быть увеличено (с помощью умножителя напряжения) до 1000 вольт постоянного тока. Это напряжение обычно используется в качестве напряжения пластины или экранной сетки для электронных ламп.

 

Если вы Изучая трансформаторы, вы, возможно, узнали, что при повышении напряжения выходной ток уменьшается.Это относится и к умножителям напряжения. Хотя измеренное выходное напряжение умножителя напряжения может быть несколько раз превышает входное напряжение, при подключении нагрузки значение выходного напряжения уменьшается. Также любое небольшое колебание импеданса нагрузки вызывает большое колебание выходного напряжения умножителя. По этой причине умножители напряжения используются только в специальных приложениях, где нагрузка постоянна и имеет высоким импедансом или там, где стабильность входного напряжения не критична.

 

Умножители напряжения могут быть классифицированы как удвоители, утроители или учетверители напряжения. Классификация зависит от отношения выходного напряжения к входное напряжение. Например, умножитель напряжения, увеличивающий пиковое входное напряжение в два раза, называется напряжением. удвоитель. Умножители напряжения повышают напряжение за счет использования последовательно включенных источников напряжения. Это может быть по сравнению с последовательным соединением сухих элементов (батарей).

 

Цифры, использованные при пояснении умножители напряжения показывают вход трансформатора, хотя для некоторых приложений трансформатор не нужен. Вход может быть напрямую от источника питания или сетевого напряжения. Это, конечно, не изолирует оборудование. от линии и создает потенциально опасные условия. В большинстве военного оборудования используются трансформаторы, чтобы свести к минимуму эта опасность.

 

На рис. 4-44 показана схема однополупериодного удвоителя напряжения.Обратите внимание на сходство между этой схемой и схемами однополупериодных выпрямителей напряжения. На самом деле показанный удвоитель состоит из двух однополупериодные выпрямители напряжения. C1 и CR1 составляют один однополупериодный выпрямитель, а C2 и CR2 составляют другой

. То Схема первого однополупериодного выпрямителя обозначена темными линиями на виде а на рис. 4-45. Пунктир линии и связанные с ними компоненты представляют другой однополупериодный выпрямитель и нагрузочный резистор.

Рис. 4-44. — Полупериодный удвоитель напряжения.

4-47

Рис. 4-45А. — Выпрямительное действие CR1 и CR2. Положительное ЧЕРЕДОВАНИЕ

 

Обратите внимание, что C1 и CR1 работают точно так же, как однополупериодный выпрямитель. При положительном чередовании входного цикла (вид А), полярность вторичной обмотки трансформатора показана.Обратите внимание, что верх вторичного отрицательно. В это время CR1 смещен в прямом направлении (катод отрицателен по отношению к аноду). Этот прямое смещение заставляет CR1 функционировать как замкнутый переключатель и позволяет току следовать по пути, указанному стрелы. В это время C1 заряжается до пикового значения входного напряжения или 200 вольт с указанной полярностью.

В течение периода, когда входной цикл отрицательный, как показано на виде B, полярность на вторичной обмотке трансформатор перевернут.Обратите внимание, что верхняя часть вторичной обмотки теперь положительная. Это условие теперь прямое смещение CR2 и обратное смещение CR1. теперь существует последовательная цепь, состоящая из C1, CR2, C2 и вторичка трансформатора. Текущий поток показан стрелками. Вторичное напряжение трансформатор теперь поддерживает напряжение на C1. Это приводит к пульсирующему постоянному напряжению 400 вольт, как показано на графике. форма волны. Эффект последовательного включения сравним с последовательным соединением двух 200-вольтовых аккумуляторов.Так как 4-46, C2 заряжается до суммы этих напряжений или до 400 вольт.

Рисунок 4-45B. — Выпрямительное действие CR1 и CR2. Отрицательное ЧЕРЕДОВАНИЕ

4-48

Рис. 4-46. — Ряд вспомогательных источников.

 

Схема, показанная на рис. 4-47, представляет собой изображение однополупериодного утроителя напряжения. Когда вы сравниваете рис. 4-46 и 4-47, вы должны увидеть, что схема идентична, за исключением дополнительных частей, компонентов, и схемы показаны пунктирными линиями.(CR3, C3 и R2 составляют дополнительную схему.) Сами по себе CR3, C3 и R2 составляют однополупериодный выпрямитель. Конечно, если вы удалите добавленную схему, у вас снова будет полуволновой удвоитель напряжения.

Рис. 4-47. — Утроитель однополупериодного напряжения.

 

На рис. 4-48 показана схема тройника напряжения. Обратите внимание, что CR3 смещен в прямом направлении и работает как закрытый выключатель.Это позволяет C3 заряжаться до пикового напряжения 200 вольт одновременно с C1. также зарядка до 200 вольт.

 

4-49

Рис. 4-48А. — Утроитель напряжения. Положительное ЧЕРЕДОВАНИЕ

 

Другая половина входного цикла показана на виде B. C2 заряжается до удвоенного входного напряжения, или 400 вольт, в результате удвоения напряжения трансформатора и C1.В настоящее время C2 и C3 используются как последовательные вспомогательные устройства, а выходное напряжение увеличивается до суммы их соответствующих напряжений, или 600 вольт. R1 и R2 пропорциональны напряжениям на C2 и C3. В данном случае соотношение 2 к 1.

Рисунок 4-48B. — Утроитель напряжения. Отрицательное чередование

 

Схема, показанная на рис. 4-49, представляет собой схему двухполупериодного удвоителя напряжения.Основное преимущество двухполупериодный удвоитель по сравнению с полуволновым удвоителем обеспечивает лучшую регулировку напряжения в результате уменьшения выходной мощности амплитуда пульсаций и увеличение частоты пульсаций. Схема представляет собой, по сути, два однополупериодных выпрямителя. Эти выпрямители функционируют как последовательные вспомогательные устройства, но немного по-другому. Во время чередования, когда вторичная обмотка трансформатора положительная вверху, C1 заряжается до 200 вольт через CR1.Затем, когда Вторичная обмотка трансформатора сверху отрицательная, C2 заряжается до 200 вольт через CR2. R1 и R2 имеют одинаковое значение, балансировочные резисторы, стабилизирующие заряды двух конденсаторов. Резистивная нагрузка R L подключена через C1 и C2 так, чтобы R L получил полный заряд обоих конденсаторов. Выходное напряжение составляет +400 вольт, когда измеряется в верхней части R L или точки «А» относительно точки «В». Если выход измеряется в нижней части R L , это -400 вольт.В любом случае выходное напряжение в два раза превышает пиковое значение вторичного переменного напряжения. Как вы можете себе представить, возможности для увеличения напряжения обширны.

 

4-50

Материя, Энергия, и постоянного тока
Переменный ток и трансформаторы
Защита цепи, управление и измерение
Электрические проводники, электромонтажные работы, и схематическое чтение
Генераторы и двигатели
Электронное излучение, лампы и источники питания
Твердотельные устройства и источники питания
Усилители
Схемы генерации и формирования волн
Распространение волн, линии передачи и Антенны
Принципы работы с микроволнами
Принципы модуляции
Введение в системы счисления и логические схемы
— Введение в микроэлектронику
Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
Знакомство с испытательным оборудованием
Принципы радиочастотной связи
Принципы радиолокации
Справочник техника, основной глоссарий
Методы испытаний и практика
Введение в цифровые компьютеры
Магнитная запись
Введение в волоконную оптику
Примечание: Обучение электротехнике и электронике военно-морского флота Содержание серии (NEETS) — U.S. Собственность ВМФ в общественном достоянии.

Тиристорный умножитель напряжения в мостовой схеме…

Исходник

В статье представлены концепция топологий и результаты исследования умножителей напряжения на переключаемых конденсаторах, предназначенных для применения в системах большой мощности. Анализируемое семейство многоуровневых преобразователей включает в себя устоявшиеся топологии, а также новые концепции. Применение тиристоров, а также изобретение новых концепций умножения…

Доля фотоэлектрических (PV) ферм увеличивается в структуре энергопотребления по мере того, как энергосистемы отказываются от традиционных источников выбросов углерода. Фотоэлектрические фермы оснащены дорогим преобразователем мощности, который большую часть времени используется значительно ниже его номинальной мощности. Это привело к предложениям использовать его для обеспечения реактивной мощности в сети. В ти…

… Модель тестировалась при входных напряжениях (30-50) В, выходном напряжении 380 В и максимальной частоте коммутации 100 кГц. Высокий КПД и мягкое переключение достигаются при нулевом переходе напряжение/ток [11,12] и резонансно-переключаемом конденсаторе [13] .Однако в такой схеме преобразователь сложен и требует дополнительных компонентов. …

Целью данной статьи является предложение модели нового квазирезонансного повышающего преобразователя с катушкой индуктивности. Этот преобразователь сочетает в себе преимущества квазирезонансных методов при нулевом напряжении и различных режимах проводимости с возможностью получения высокого коэффициента преобразования напряжения за счет использования катушки индуктивности с ответвлениями, что приводит к высокому КПД преобразователя и плавному переключению во всем диапазоне выходной мощности.Статья содержит анализ работы преобразователя, определение коэффициента преобразования напряжения и максимального напряжения на силовых полупроводниковых ключах, а также обсуждение методов управления в прерывистом, критическом и непрерывном режимах проводимости. Для проверки новизны предлагаемого преобразователя был построен лабораторный образец мощностью 300 Вт. Наибольший КПД η = 94,7 % измерен при выходной мощности Po = 260 Вт и входном напряжении Vin = 50 В. Наименьший КПД 90.7 % получено при входном напряжении Vin = 30 В и выходной мощности Po = 75 Вт. Модель тестировалась при входных напряжениях (30–50) В, выходном напряжении 380 В и максимальной частоте коммутации 100 кГц

… Катушки индуктивности используются в качестве резонансных компонентов с низким энергопотреблением и могут быть выполнены в виде дросселя на воздушной основе. Преобразователь, представленный в этой статье, основан на методе SC преобразования энергии [13] — [20] в топологии рентабельного резонансного умножителя напряжения на переключаемых конденсаторах (SCVM), представленного в [16].Это преобразователь с высоким коэффициентом усиления по напряжению, который может умножать напряжение в N раз (где N — количество ячеек). …

… Однако разница в результатах эффективности не очень значительна, и CESCVM на основе IGBT может быть привлекательным недорогим подходом. Конструктивная концепция высокотемпературного преобразователя, представленная в этой статье, может быть полезна для автомобильной промышленности [9], [10] и других преобразователей SC, таких как SCVM на основе [13] — [20]. …

В данной статье представлены концепция и экспериментальные результаты безмагнитного преобразователя, подходящего для работы в широком диапазоне температур.В преобразователе постоянного тока используется вариант топологии умножителя напряжения с переключаемым конденсатором, полупроводники на основе карбида кремния (SiC) и IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), а также резонансные схемы с воздушными дросселями, выполненными на печатной плате, а также как высокотемпературные резонансные конденсаторы и материалы для печатных плат. Ферритовые материалы не требуются, поэтому проблем с изменением индуктивности в зависимости от температуры не существует.

… Хороший обзор газоразрядных замыкающих выключателей можно найти в [7].Кроме того, в качестве замыкающих ключей в импульсных технология. Обычно эта категория переключателей сочетается с емкостным накопителем. …

… Выбор реальных параметров системы, таких как емкость и индуктивность, был сделан для выполнения некоторых ограничений: выбранная емкость зависит от нагрузки и количества заряда, необходимого для получения подходящей ширины импульса. для целевого приложения.Затем индуктивность рассчитывается в соответствии с уравнениями (5)(6)(7)(8) (9) для получения минимального времени зарядки. Однако ток IGBT не должен превышать максимально допустимое значение. …

В настоящей статье описана новая архитектура высоковольтного твердотельного генератора импульсов. Этот генератор сочетает в себе два типа систем накопления энергии: индуктивную и емкостную, и, следовательно, работает с двумя типами переключателей: размыкающими и замыкающими. Для открывающего ключа был выбран биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) из-за его интересных характеристик с точки зрения управляемости и надежности.Для замыкающего переключателя были испытаны два решения: искровой разрядник (SG) для мощного недорогого решения и биполярный транзистор с лавинным режимом (BJT) для полностью полупроводниковой структуры. Новая архитектура имеет несколько преимуществ: простая структура и система возбуждения, высокая и стабильная регулируемая частота повторения, которая может достигать 1 кГц, короткое время нарастания в несколько наносекунд, высокий коэффициент усиления и эффективность, а также низкая стоимость. Статья начинается с математического анализа работы генератора с последующим численным моделированием устройства.Наконец, добавьте запятую, чтобы результаты были подтверждены экспериментальным испытанием с генератором-прототипом. Кроме того, было проведено сравнительное исследование классического СГ с лавинным режимом BJT, работающим в качестве замыкающего выключателя.

… Различные концепции и семейства преобразователей, происходящих из цепей SC, можно найти в [1]-[34]. Специфические для рукописи топологии могут быть специально разработаны для различных приложений, в том числе для систем большой мощности, например, в автомобильной промышленности [6]-[7], для энергии ветра и других возобновляемых источников энергии [8]-[9], для систем накопления энергии [10]. ), дата-центры [11], системы большой мощности с тиристорными СП преобразователями [12] или бытовыми приборами [13]….

… Во многих случаях преобразователи SC работают с постоянным коэффициентом напряжения, например, в [14]-[18] и [12] , где анализируются умножители напряжения SC (SCVM), или в [ 18] и [19], где представлены различные семейства преобразователей, в состав которых входят ячейки СК. В [18] умножитель напряжения, а также многоуровневые модульные и обобщенные многоуровневые преобразователи СК представлены в виде блоков ЗКС с колебательными контурами, включающими паразитные индуктивности. …

… В [18] умножитель напряжения, а также многоуровневые модульные и обобщенные многоуровневые преобразователи СК представлены в виде блоков ЗКС с колебательными контурами, включающими паразитные индуктивности.Топологии, представленные в [12] , происходят из SCVM; однако один из преобразователей в умножителе напряжения в полномостовой конфигурации (FBVM) имеет возможность регулирования, достигаемую за счет использования многократно перезаряжаемого конденсатора, что в конечном итоге влияет на коэффициент усиления преобразователя по напряжению. В [20] и [21] представлена ​​конкретная концепция многоуровневого SC-преобразователя (MSCC), предназначенного для работы при высоком напряжении. …

В работе представлены результаты исследований методов управления числовым коэффициентом усиления по напряжению силового электронного резонансного бестокового переключателя (ZCS) постоянного тока с переключаемыми конденсаторами (SC) умножителя напряжения (SCVM) в топологии с отказоустойчивостью ( ФСКВМ).Преобразователи, работающие по основным схемам переключения, представляют собой последовательно-параллельные резонансные SC-преобразователи постоянного тока с постоянным коэффициентом усиления. Однако в этой статье представлен метод регулирования выходного напряжения с помощью специальной стратегии переключения. Переменный коэффициент усиления по напряжению становится возможным за счет выбора количества активных переключающих ячеек с использованием соответствующего метода управления. Это создает набор диапазонов соотношения напряжений. Кроме того, предложенная топология и способ управления обеспечивают отказоустойчивую работу ФСКВМ при различных отказах устройства.В статье представлен анализ концепции, результаты моделирования и экспериментальная проверка трехэлементного резонансного повышающего преобразователя постоянного тока FSCVM, работающего при заряде мощностью 200 Вт. В этой статье также проанализированы вопросы выбора компонентов, связанных с проблемой пусковых токов, которые могут возникнуть при увеличении коэффициента напряжения, и продемонстрирована конструкция для низких пусковых токов.

… Результаты разработки и исследования умножителей напряжения с переключаемыми конденсаторами для применения в системах большой мощности представлены группой выдающихся специалистов Университета науки и технологий AGH, Краков, Польша [11] .Рассматриваемое семейство многоуровневых преобразователей включает в себя как классические топологии, так и новые концепции. …

Новейшая специальная секция посвящена последним исследования и тенденции применения многоуровневых преобразователей. Многоуровневые преобразователи получили широкое развитие в течение последние два десятилетия и показать несколько важных преимуществ силовые электронные схемы, такие как: работа при высоких напряжениях, уменьшение гармоник, более высокая эффективность, модульность, меньший размер и более низкая стоимость.Кроме того, благодаря растущему интересу к возобновляемым энергосистемы (ВИЭ) и ПГ, развитие многоуровневых конвертеры значительно ускоряются. Бумаги, входящие в представленные специальные разделы сгруппированы в следующие основные категории.

В настоящее время масштабы использования электронных устройств, таких как ноутбуки, зарядные устройства для сотовых телефонов, электромобили и источники бесперебойного питания, быстро растут. Таким образом, преобразователи переменного тока в постоянный должны включать коррекцию коэффициента мощности наряду с регулированием напряжения. Существует много доступных методов управления преобразователем переменного тока в постоянный, но эти методы не работают должным образом.Поэтому в этой статье плавное преобразование при переключении будет характеризоваться высоким коэффициентом мощности в однофазном преобразователе переменного тока в постоянный при использовании собственной стратегии управления мощностью. Предлагаемая топология схемы преобразователя переменного тока в постоянный достигается путем интеграции повышающего и понижающего преобразователя. Частота переключения повышающего преобразователя обеспечивает коррекцию коэффициента мощности для уменьшения гармоник тока на входной линии. В этом однофазном преобразователе переменного тока в постоянный повышающе-понижающий преобразователь является важным компонентом, повышающим качество питания системы на основе усовершенствованной технологии ШИМ.Таким образом, в этой работе предлагается внутренняя стратегия управления питанием (IPMS) для улучшения контроля над производительностью преобразователя постоянного тока во время нестабильной или переходной работы. Вместо создания быстрого сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) компьютеризированный процессор обработки сигналов просто создает умеренно изменяющийся сигнал постоянного тока, определяющий функцию рампы ШИМ. Модель коррекции коэффициента мощности была создана и смоделирована с использованием программирования MATLAB. Имитационная модель демонстрирует улучшение коэффициента мощности, а преобразователь имеет регулируемое выходное напряжение постоянного тока.Для проверки этого моделирования был разработан прототип преобразователя мощностью 1000 Вт для питания двигателя постоянного тока, и представлен анализ результатов.

Схема умножителя емкости транзистора

» Electronics Notes

Умножитель емкости транзистора можно использовать для получения дополнительных уровней сглаживания во многих областях электроники


Типы транзисторных схем Включает:
Типы транзисторных схем Общий эмиттер Повторитель эмиттера Общая база Пара Дарлингтона Пара Шиклаи Текущее зеркало Длиннохвостая пара Источник постоянного тока Множитель емкости Двухтранзисторный усилитель Фильтр верхних частот

См. также: Схема транзистора


Емкостной умножитель — очень полезная схема во многих отношениях — она обеспечивает значительное улучшение сглаживания за счет коэффициента усиления транзистора.

Умножитель емкости транзистора не только обеспечивает улучшенную производительность, но и экономит место. Конденсаторы высокой емкости часто могут занимать много места, поэтому умножитель емкости транзистора может помочь уменьшить размер конденсатора и, следовательно, уменьшить пространство.

В частности, схема емкостного умножителя важна в областях, где первостепенное значение имеют хорошие шумовые характеристики. Часто обнаруживается, что многие линейные стабилизаторы напряжения или даже импульсные стабилизаторы могут генерировать высокий уровень шума в результате механизма переключения.

Во многих цепях хорошие шумовые характеристики имеют первостепенное значение. Например, в радиочастотных цепях, использующих контуры фазовой автоподстройки частоты, низкий фазовый шум часто имеет решающее значение, особенно там, где данные передаются с использованием фазовой модуляции. Любой шум в источнике питания может проявляться как фазовый шум, что, в свою очередь, приводит к увеличению частоты битовых ошибок.

Системы сбора данных также требуют очень низкого уровня шума в силовых шинах. Цифро-аналоговые преобразователи с высоким разрешением требуют малошумящих шин, иначе шум может превысить разрешение D2A, что сведет на нет высокие уровни производительности и разрешения.

Также в высококачественных аудиосистемах шумовые характеристики имеют первостепенное значение. Любой шум на шинах питания, особенно в каскадах предварительного усилителя, может привести к раздражающему шипению на выходе.

Это лишь несколько приложений, в которых схема умножения емкости активного транзистора может использоваться для снижения уровня шума и улучшения характеристик шины питания.

Основная схема умножителя емкости

Основная схема емкостного умножителя представляет собой простой эмиттерный повторитель с конденсатором на базе и питающим резистором от входа к базе для включения транзистора.Конденсатор от базы к земле обеспечивает сглаживание.

Базовый умножитель емкости транзистора

Работа схемы умножителя емкости довольно проста. Он действует как простой эмиттерный повторитель. Резистор R1 обеспечивает смещение перехода база-эмиттер, а конденсатор обеспечивает сглаживание. Это значительно снижает уровень шума на выходе, т.е. Vout.

Эффект от размещения транзистора в цепи заключается в том, что он эффективно умножает емкость на базе на коэффициент усиления транзистора по току, т.е.е. по β

Цепь емкостного умножителя не является регулятором напряжения. Выходное напряжение напрямую зависит от входного Vin, так как опорное напряжение отсутствует. Обычно выходное напряжение примерно на 0,65 В меньше, чем базовое напряжение, и примерно на 2-3 В меньше, чем Vin при приложении нагрузки.

Уровни пульсаций и шума на выходе могут быть снижены до очень низкого уровня> Увеличение значений резисторов R1 и C1 уменьшает пульсации на выходе, причем в большей степени на низких частотах. С другой стороны, большие значения R1 и C1 вызывают медленное увеличение выхода до требуемого значения после включения из-за большой постоянной времени R1 и C1.

Модифицированный умножитель емкости

Недостатком схемы является то, что в ее базовой форме падение напряжения на последовательном транзисторе очень мало, а шумоподавление не такое высокое, как могло бы быть. Чтобы преодолеть это, некоторые люди помещают резистор на конденсатор, и это обеспечивает делитель потенциала, уменьшая напряжение на базе и увеличивая падение напряжения на транзисторе. Это позволяет обеспечить лучшее подавление шума, хотя и увеличивает рассеиваемую мощность и снижает напряжение на выходе Vout.

Базовый умножитель емкости транзистора с делителем потенциала

Этот вариант схемы умножителя емкости включает дополнительный резистор от базы к земле для уменьшения напряжения базы и обеспечения дополнительного падения напряжения на транзисторе для улучшения сглаживания. Это более важно, когда уровни пульсаций выше.

Обычно напряжение через делитель потенциала должно быть достаточным для достаточного поддержания базового напряжения. Можно судить об уровне тока через делитель потенциала, но часто в схемах такого типа он может в десять раз превышать базовый ток.Это обеспечит поддержание напряжения эмиттера в широком диапазоне уровней выходного тока.

Пример применения умножителя емкости

Показанный здесь блок питания обеспечивает только сглаживание на данном этапе, без стабилизации или регулирования напряжения. Вход берется из сети и выпрямляется мостовым выпрямителем. Затем он проходит через сглаживающий конденсатор C1, чтобы обеспечить первое сглаживание и устранить основную пульсацию. Этот конденсатор должен иметь большой ток пульсаций, если источник питания должен использоваться для высоких уровней тока.

Следует помнить, что эффект умножения емкости может быть реализован только при достаточном падении напряжения на последовательно включенном транзисторе. Как правило, это должно быть минимум 3 вольта в любое время.

Конденсатор С2 подключен к базе транзистора TR1. Это обеспечивает емкость для эффекта умножения емкости.

TR1 является основным проходным транзистором и должен иметь возможность падать при требуемом напряжении и требуемом токе, поэтому может потребоваться расчет рассеиваемой мощности.

Пример применения емкостного умножителя

На выходе имеется конденсатор, обеспечивающий дополнительную развязку и обеспечивающий стабильность схемы. Резистор обеспечивает сброс выходного напряжения при отключении питания. Диод D1 предотвращает обратное смещение транзистора.

Подобные расходные материалы

можно использовать во многих областях, включая аудиоусилители и многие другие приложения.

Дополнительные схемы и схемы:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы схемы полевых транзисторов Символы цепи
    Вернитесь в меню проектирования схем .. .

Умножители напряжения

УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Возможно, вы уже знаете, как работает трансформатор для повышения или понижения напряжения. Ты возможно, также узнали, что вторичная обмотка трансформатора может обеспечивать одно или несколько значений переменного напряжения. выходы, которые могут быть больше или меньше входного напряжения. Когда напряжения повышаются, ток уменьшается; когда напряжение снижается, ток увеличивается.

Другой метод увеличения напряжения известен как умножение напряжения. НАПРЯЖЕНИЕ УМНОЖИТЕЛИ используются в основном для создания высоких напряжений, где требуется малый ток. То наиболее распространенным применением высоковольтных выходов умножителей напряжения является анод электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), которые используются для представления радиолокационных прицелов, осциллограф презентации или телевизионные кинескопы. Выход постоянного тока умножителя напряжения находится в диапазоне от от 1000 вольт до 30000 вольт.Фактическое напряжение зависит от размера ЭЛТ и его применение оборудования.

Умножители напряжения также могут использоваться в качестве первичных источников питания, если вход выпрямляется до пульсирующего постоянного тока. Это выходное напряжение постоянного тока может быть увеличено (путем использования умножителя напряжения) до 1000 вольт постоянного тока. Это напряжение обычно используется как напряжение пластины или экранной сетки для электронных ламп.

Если вы изучали трансформаторы, вы, возможно, узнали, что при повышении напряжения выходной ток уменьшается.Это относится и к умножителям напряжения. Хотя измеренное выходное напряжение умножителя напряжения может быть в несколько раз больше входное напряжение, после подключения нагрузки значение выходного напряжения уменьшается. Также любое небольшое колебание импеданса нагрузки вызывает большое колебание выходного напряжения множителя. По этой причине умножители напряжения используются только в специальных приложения, где нагрузка постоянна и имеет высокое полное сопротивление или где входное напряжение стабильность не критична.

Умножители напряжения могут быть классифицированы как удвоители напряжения, утроители или счетверенные. Классификация зависит от отношения выходного напряжения к входному напряжению. Для Например, умножитель напряжения, вдвое увеличивающий пиковое входное напряжение, называется удвоитель напряжения. Умножители напряжения повышают напряжение за счет последовательного включения. источники напряжения. Это можно сравнить с подключением сухих элементов (батарей) в ряд.

Цифры, используемые при описании умножителей напряжения, показывают вход трансформатора, хотя для некоторых применений трансформатор не нужен. Вход может быть непосредственно от источника питания или сетевого напряжения. Это, конечно, не изолирует оборудование с линии и создает потенциально опасные условия. Самый военный оборудование использует трансформаторы, чтобы свести к минимуму эту опасность.

На рис. 4-44 показана схема однополупериодного удвоителя напряжения.Обратите внимание на сходство между этой схемой и схемами однополупериодных выпрямителей напряжения. Фактически, Показанный удвоитель состоит из двух однополупериодных выпрямителей напряжения. C1 и CR1 составляют один однополупериодный выпрямитель, а C2 и CR2 составляют другой. Схема первого однополупериодный выпрямитель обозначен темными линиями на виде А на рис. 4-45. Пунктир линии и связанные с ними компоненты представляют другой однополупериодный выпрямитель и нагрузочный резистор.

Рис. 4-44.- Полупериодный удвоитель напряжения.

Рис. 4-45А. — Выпрямительное действие CR1 и CR2. ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ

Обратите внимание, что C1 и CR1 работают точно так же, как однополупериодный выпрямитель. Во время положительного чередование входного цикла (вид А), полярность на вторичной обмотке трансформатор как показано. Обратите внимание, что вершина вторичного контура является отрицательной.В это время CR1 смещен в прямом направлении (катод отрицателен по отношению к аноду). Это прямое смещение вызывает CR1 функционировать как замкнутый переключатель и позволяет току следовать по пути, указанному стрелы. В это время C1 заряжается до пикового значения входного напряжения, или 200 вольт, с указанной полярностью.

В течение периода, когда входной цикл является отрицательным, как показано на виде B, полярность на вторичной обмотке трансформатора меняется на противоположное.Особо отметим, что верхняя часть вторичная обмотка теперь плюсовая. Это условие теперь смещает CR2 вперед и назад. смещения CR1. Теперь существует последовательная цепь, состоящая из C1, CR2, C2 и вторичной обмотки трансформатор. Текущий поток показан стрелками. Вторичное напряжение трансформатор теперь поддерживает напряжение на C1. Это приводит к пульсирующему постоянному напряжению 400 вольт, как показано на осциллограмме. Эффект серийной помощи сравним с последовательное подключение двух 200-вольтовых аккумуляторов.Как показано на рис. 4-46, C2 заряжается на сумма этих напряжений, или 400 вольт.

Рисунок 4-45B. — Выпрямительное действие CR1 и CR2. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ

Рис. 4-46. — Ряд вспомогательных источников.

Схема, показанная на рис. 4-47, является иллюстрацией однополупериодного напряжения. тройник. Если вы сравните рисунки 4-46 и 4-47, то увидите, что схема идентична. за исключением дополнительных частей, компонентов и схем, показанных пунктирными линиями.(CR3, C3 и R2 составляют дополнительную схему.) Сами по себе CR3, C3 и R2 составляют однополупериодный выпрямитель. Конечно, если вы удалите добавленную схему, вы снова иметь полуволновой удвоитель напряжения.

Рис. 4-47. — Утроитель однополупериодного напряжения.

Вид A на рис. 4-48 показывает схему утроителя напряжения. Обратите внимание, что CR3 смещен вперед и работает как замкнутый переключатель.Это позволяет C3 заряжаться до пика. напряжение 200 вольт при этом С1 тоже заряжается до 200 вольт.

Рис. 4-48А. — Утроитель напряжения. ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ

Другая половина входного цикла показана на виде B. C2 заряжен в два раза больше входного напряжения, или 400 вольт, в результате удвоения напряжения трансформатора и С1. В это время C2 и C3 используются в качестве последовательных вспомогательных устройств, а выходное напряжение увеличивается до суммы их соответствующих напряжений, или 600 вольт.R1 и R2 пропорционально напряжениям на C2 и C3. В данном случае 2 к 1 соотношение.

Рисунок 4-48B. — Утроитель напряжения. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ЧЕРЕДОВАНИЕ

Цепь, показанная на рис. 4-49, представляет собой цепь двухполупериодного напряжения. удвоитель. Главный Преимущество двухполупериодного удвоителя по сравнению с полуволновым удвоителем заключается в лучшем регулировании напряжения, т.к. в результате уменьшения амплитуды пульсаций на выходе и увеличения пульсаций частота.Схема представляет собой, по сути, два однополупериодных выпрямителя. Эти выпрямители работают как последовательные вспомогательные устройства, но немного по-другому. Во время чередования, когда вторичная обмотка трансформатора положительная вверху, C1 заряжается до 200 вольт через CR1. Затем, когда вторичная обмотка трансформатора становится отрицательной наверху, C2 заряжается до 200 вольт. через CR2. R1 и R2 равнозначны, балансирующие резисторы, которые стабилизируют заряды два конденсатора. Резистивная нагрузка R L подключена к C1 и C2 так, что R L получает суммарный заряд обоих конденсаторов.Выходное напряжение составляет +400 вольт, когда измеряется в верхней части R L или в точке «А» относительно точки «Б.» Если выход измеряется в нижней части R L , это -400 вольт. В любом случае выходное напряжение в два раза превышает пиковое значение вторичного переменного напряжения. Как вы можете представьте, возможности для умножения напряжения обширны.

Рис. 4-49. — Двухполупериодный удвоитель напряжения.

В.38 Из скольких однополупериодных выпрямителей состоит однополупериодный удвоитель напряжения?
Q.39 Если к однополупериодному удвоителю напряжения добавить однополупериодный выпрямитель, цепь находится под напряжением ____.
Q.40 В двухполупериодном удвоителе напряжения конденсаторы соединены последовательно или параллельно? с выходной нагрузкой?

Умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона — Подвал схемы

Умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона (CW) назван в честь ирландско-британских физиков Джона Дугласа Кокрофта и Эрнеста Томаса Уолтона, которые использовали схему для создания очень высоких напряжений в своем новаторском ускорителе частиц в 1932 году.За эту работу они получили Нобелевскую премию, и с тех пор это название используется для этой простой, но элегантной схемы, хотя они и не изобрели ее. Настоящим изобретателем был швейцарский физик Генрих Грейнахер, который, к сожалению, остался в истории на обочине сноски.

Умножители

CW до сих пор довольно часто используются в ситуациях, когда необходимы очень высокие напряжения при относительно низких токах, например, в копировальных аппаратах, фотоумножителях, счетчиках Гейгера, генераторах ионов, ловушках для насекомых и т.п.

На рис. 1 показан двухступенчатый умножитель CW. Каждый каскад состоит из двух конденсаторов и двух диодов. В этом случае первый каскад состоит из конденсаторов С1 и С2 и диодов D1 и D2. Второй этап состоит из C3, C4, D3 и D4. На вход схемы подается переменное напряжение, которое может быть синусоидальным или прямоугольным. Выходное напряжение постоянного тока примерно в четыре раза превышает размах входного напряжения.

РИСУНОК 1. Это двухступенчатый множитель Кокрофта-Уолтона. C1, C2, D1 и D2 составляют первую ступень, а C3, C4, D3 и D4 — вторую.В идеальном случае выходное напряжение для N каскадов будет в N раз больше размаха входного напряжения.

На рис. 2 показано, как работает множитель. Для целей этого упражнения мы предположим, что вход представляет собой прямоугольную волну с центром в нуле вольт и с пиковым напряжением 10 В. Это означает, что в положительные полупериоды входное напряжение составляет +10 В, а в отрицательные полупериоды -10 В. Мы не будем учитывать падение напряжения на диоде для целей анализа. Я также не указал на схеме обозначения конденсаторов и диодов для ясности, но они такие же, как на рисунке 1.

РИСУНОК 2. На этой диаграмме показано, как множитель CW работает в течение первых нескольких циклов. Показанная здесь двухступенчатая схема достигает устойчивого состояния после двух циклов. Обратите внимание, что конденсаторы и диоды всегда видят только 20 В независимо от количества каскадов и выходного напряжения.

Мы также предположим, что при запуске все конденсаторы разряжены, поэтому напряжения в узлах от A до E равны нулю. На этапе (i) входное напряжение (узел A) становится отрицательным, заряжая C1 до 10 В через D1.Напряжение в узле B остается нулевым.

Когда входное напряжение становится положительным на этапе (ii), напряжение в узле B повышается до 20 В, поскольку напряжение на C1 последовательно с входным напряжением. D1 смещен в обратном направлении, но D2 теперь проводит, заряжая C2 и, следовательно, узел C до 20 В.

На этапе (iii) входное напряжение снова меняется на обратное, перезаряжая C1 через D1, как и раньше. D2 смещен в обратном направлении, но D3 теперь проводит, заряжая C3 до 20 В, поскольку узел B снова находится при нулевом напряжении.

Теперь, когда входное напряжение становится положительным на этапе (iv), узел B подается на 20 В, как и раньше.На этот раз, поскольку C3 заряжается до 20 В, напряжение в узле D повышается до 40 В (10 В на входе плюс 10 В на C1 плюс 20 В на C3). D4 теперь проводит зарядку C4 до 20В.

Последующие циклы просто продолжают этот шаблон. Если этапов больше, умножение продолжается. Теоретически каждый каскад добавляет к выходу еще 20 В, а конечное напряжение определяется размахом входного напряжения, умноженным на количество каскадов.

На рис. 3 показаны формы сигналов, которые мы увидим в каждом узле. Выход каждого каскада (узлы C и E) представляет собой постоянное напряжение.Промежуточные узлы (B и D) имеют компонент переменного тока, аналогичный входному узлу, но смещенный за счет увеличения уровня постоянного тока. Одним из преимуществ этого является то, что конденсаторы и диоды в любом каскаде всегда видят только размах входного напряжения на них (в нашем случае 20 В), независимо от выходного напряжения.

РИСУНОК 3. Здесь показаны формы сигналов в каждом узле для нашей идеализированной схемы в установившемся режиме. Выходные узлы видят постоянное напряжение, в то время как промежуточные узлы видят входное переменное напряжение, смещенное постоянным напряжением предыдущего каскада.

Это упрощенная история. На самом деле вы не получите выходного напряжения, которое предлагает этот анализ. Диоды имеют прямое падение, которое необходимо учитывать, и любая нагрузка, приложенная к цепи, будет снижать напряжение, поскольку импеданс источника умножителя относительно высок. Оба эффекта ухудшаются по мере добавления дополнительных этапов, и в конечном итоге наступит момент, когда добавление дополнительных этапов не поможет.

Поэтому эти схемы обычно не используются с такими низковольтными входами.Чаще всего они используют вход переменного тока в несколько сотен вольт с высоковольтными диодами и конденсаторами для создания киловольтных выходов с очень легкими нагрузками. При таких обстоятельствах нередко можно увидеть 10 или более стадий. На рис. 4 показан типичный имеющийся в продаже пример. Эта схема рассчитана на входное напряжение 120 В переменного тока и имеет 17 ступеней для условного напряжения 5,7 кВ.

РИСУНОК 4. Это коммерчески доступный модуль умножителя напряжения от Eastern Voltage Research с 17 каскадами. Может производить до 5.7кВ от 120В переменного тока.

Каталожные номера

Наука и техника. «Генератор Кокрофта-Уолтона». Национальные музеи Шотландии. По состоянию на 26 февраля 2022 г.
https://www.nms.ac.uk/explore-our-collections/stories/science-and-technology/cockcroft-walton-generator

«Каскадный генератор, построенный в Кавендишской лаборатории | Групповая коллекция Музея науки». По состоянию на 26 февраля 2022 г.

«Генератор Кокрофта-Уолтона.В Википедии, 16 января 2022 г. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cockcroft%E2%80%93Walton_generator&oldid=1065936726.

«Восточное исследование напряжения». По состоянию на 26 февраля 2022 г. https://www.eastvoltageresearch.com/.

Спонсор этой статьи

Андрей Левидо ([email protected]) получил степень бакалавра электротехники в Сиднее, Австралия, в 1986 году. Несколько лет он работал в области исследований и разработок в компаниях, занимающихся силовой электроникой и телекоммуникациями, прежде чем перейти на руководящие должности. В свободное время Эндрю проявлял практический интерес к электронике, особенно встраиваемым системам, силовой электронике и теории управления. На протяжении многих лет он написал ряд статей для различных изданий по электронике и время от времени оказывает консультационные услуги, если позволяет время.

Все, что вам нужно знать о умножителях напряжения

Умножитель напряжения — это устройство, которое преобразует низкое напряжение переменного тока в более высокое постоянное напряжение. Он основан на увеличении количества конденсаторов и диодов в цепи. Устройство часто используется для испытаний на безопасность. Умножители напряжения могут увеличивать напряжение до семи раз.

Роль умножителя напряжения Иногда нецелесообразно размещать огромные трансформаторы на объекте из-за размера и стоимости.Схемы умножения напряжения служат доступной альтернативой, поскольку они включают только добавление диодов и конденсаторов для увеличения напряжения. Как и схемы выпрямителей, схемы умножения напряжения преобразуют переменный ток в постоянный, за исключением того, что они могут создавать очень высокое постоянное напряжение. Вот различные типы умножителей напряжения:

  • Двухполупериодный удвоитель напряжения
  • Цепь удвоителя напряжения полупериода
  • Цепь тройника напряжения
  • Четверная схема напряжения

Двухполупериодный удвоитель напряжения Входное напряжение удваивается.В положительном полупериоде волны переменного тока один диод смещен в прямом направлении, а второй диод смещен в обратном направлении. Конденсатор заряжается через первый диод до пикового значения (Vpeak) синусоиды. Во время отрицательных полупериодов роли меняются, так как первый диод становится смещенным в обратном направлении, а второй диод смещается в прямом направлении.

Двухполупериодный удвоитель напряжения Диод D1 смещен в прямом направлении в течение первого положительного полупериода, в то время как конденсатор заряжается до Vpeak.Во время отрицательного полупериода второй диод действует как проводник, в то время как D1 предотвращает разрядку конденсатора, достигая Vpeak. Это означает, что конденсатор заряжен до 2 Впик. В конечном итоге конденсатор заряжается за один цикл, за которым следует цикл разрядки.

Цепь тройника напряжения Эта схема создается путем добавления третьего диода и конденсатора в схему полуволнового удвоителя напряжения. Во время второго положительного полупериода два диода проводят ток, а один диод имеет обратное смещение.Один конденсатор заряжает другой до 2Vpeak.

Четырехкратная цепь напряжения Увеличение диода в схеме утроения напряжения приводит к учетверению напряжения, в котором достигается четырехкратное значение Vpeak. Проблема с использованием этого типа схемы заключается в том, что на выходе может быть трудно справиться из-за высокой частоты пульсаций.

Allied Components International

Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра магнитных компонентов и модулей, соответствующих отраслевым стандартам, таких как микросхемы индуктивности, нестандартные магнитные катушки индуктивности и нестандартные трансформаторы.

0 comments on “Умножитель постоянного напряжения схема: Умножитель напряжения постоянного тока

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.