| Ваш IP: 54.167.126.106 | Online(15) - гости: 7, боты: 8 | Загрузка сервера: 1.14 ::::::::::::

Схемы умножения напряжения

Габариты и масса высоковольтных трансформаторов из-за необходимости обеспечения  электрической прочности становятся очень большими. Поэтому удобнее использовать в высоковольтных маломощных источниках питания умножители напряжения. Умножители напряжения создаются на базе схем выпрямления с емкостной реакцией нагрузки. Принцип действия таких схем в том, что последовательно соединенные конденсаторы заряжаются каждый отдельно от сравнительно низковольтной вторичной обмотки трансформатора через свои вентили (диоды), но так как по отношению к нагрузке конденсаторы соединены последовательно, то общее напряжение будет равно сумме напряжений на всех конденсаторах, то есть выходное напряжение схемы умножится по сравнению с напряжением обычного выпрямителя.

Внутренне сопротивление схемы умножения возрастает с увеличением числа каскадов, поэтому она должна работать на высокоомные нагрузки. Наибольшее распространение получили однофазные симметричные и несимметричные схемы умножения напряжения.

Симметричные схемы умножения напряжения отличаются от несимметричных способом подключения к вторичной обмотке трансформатора.

Однофазные несимметричные схемы умножения представляют собой последовательное соединение нескольких одинаковых однотактных схем выпрямления с емкостной реакцией.

В схеме показанной на рисунке каждый последующий конденсатор заряжается до более высокого напряжения. Если ЭДС вторичной обмотки трансформатора направлена от точки а к точке б , то открывается первый вентиль и происходит заряд конденсатора С1. Этот конденсатор зарядится до напряжения равного амплитуде напряжения на вторичной обмотке трансформатора U2m. При изменении ЭДС вторичной обмотки будет протекать ток заряда второго конденсатора по цепи: точка а, конденсатор С1, вентиль VD2, конденсатор С2, точка б. При этом конденсатор С2 зарядится до напряжения UC2 = U2m+UC1 = 2U2m, так как вторичная обмотка трансформатора и конденсатор С1 оказались включенными последовательно и согласованно. При последующем изменении направления ЭДС вторичной обмотки происходит заряд третьего конденсатора С3 по цепи: точка б , С2, VD3, С3 точка а вторичной обмотки. Конденсатор С3 будет заряжаться до напряжения UC3 = U2m+UC2≈3U2m и так далее.

Таким образом, на каждом последующем конденсаторе кратность напряжения соответствует UCn = nU2m.

Необходимое высокое напряжение снимается с одного конденсатора Сn.

В схеме показанной на следующем рисунке наибольшее напряжение на конденсаторах равно удвоенному напряжению на вторичной обмотке.

В первый полупериод напряжения вторичной обмотки через вентиль VD1 заряжается до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки U2m конденсатор С1. Во второй полупериод напряжение вторичной обмотки трансформатора изменит свое направление и будет включено согласно с напряжением конденсатора С1. Конденсатор С2 зарядится через вентиль VD2 до суммы этих напряжений 2U2m.

В следующий по порядку полупериод через вентиль VD3 заряжается конденсатор С3. Он зарядится до напряжения:

UC3 = -UC1 + U2m + UC2 = — U2m+U2m + 2U2m = 2U2m

Нетрудно заметить, что и остальные конденсаторы схемы заряжаются до удвоенного напряжения вторичной обмотки. В этой схеме в отличии от первой умноженное напряжение снимается не с одного, а нескольких конденсаторов.

В схемах умножения при росте тока нагрузки выходное напряжение существенно снижается. Частота пульсаций в рассмотренных схемах умножения равна частоте сети.

Напряжение на последнем конденсаторе схемы умножения появится только после того полупериода напряжения вторичной обмотки трансформатора, который соответствует коэффициенту умножения, то есть через время tт = nT/2 , где Т — период выпрямленного напряжения.

Схема Латура (удвоение напряжения)

Схема Латура представляет собой мостовую схему у которой два плеча моста включены вентили VD1 VD2, а два другие плеча — конденсаторы С1 С2. К одной из диагоналей моста подключена вторичная обмотка трансформатора, к другой нагрузка. Схему удвоения напряжения можно представить в виде двух однополупериодных схем, соединенных последовательно и работающих от одной вторичной обмотки трансформатора. В первый полупериод, когда потенциал точки а вторичной обмотки положителен относительно точки б, откроется вентиль VD1 и начинается заряд конденсатора С1. Ток в этот момент протекает через вторичную обмотку, VD1 и С1.

Во второй полупериод заряжается конденсатор С2. Ток заряда конденсатора С2 протекает через вторичную обмотку, С2 и VD2.

С1 и С2 по отношению к сопротивлению нагрузки Rн1 соединены последовательно, и напряжение на нагрузке равно сумме напряжений UC1 UC2.

Схема удвоения напряжения применяется при выходной мощности до 50 Вт и выпрямленном напряжении 500-1000В и выше.

Основное преимущество схемы это повышенная частота пульсации, низкое обратное напряжение на диодах по сравнению с двухфазной схемой и достаточно полное использование трансформатора. К недостаткам можно отнести повышенное значение тока диодов.

Источник: Артамонов Б.И., Бокуняев А.А. Источники электропитания радиоустройств (1982)

Добавить комментарий

Случайные статьи

  • Регулятор постоянного напряжения 0-50В

    Регулятор постоянного напряжения 0-50В

    На рисунке показана схема регулятора постоянного напряжения от 0 до 50 В. Схема состоит их регулятора опорного напряжения выполненного на ОУ СА3140, который сравнивает выходное напряжение с опорным и выходной частью на транзисторах VT1-VT3. Регулировка выходного напряжения происходит при помощи потенциометра R5. Выходное напряжение будет в два раза больше напряжения между неинвертирующим …Подробнее...
  • Электронный регулятор громкости и баланса на ИМС К174УН12

    ИМС К174УН12 (TCA 730a или A273d) представляют собой регулятор громкости и стереобаланса. Схема регулятора приведена на рис. В этом устройстве сигнал НЧ не проходит непосредственно через регуляторы. Это избавляет от тресков и скрипов при регулировке, а также позволяет не применять экранирование проводов, ведущих от регуляторов к ИМС. Тонкомпенсированная регулировка громкости …Подробнее...
  • Автоматическая подзарядка аккумулятора в системе аварийного питания

    Автоматическая подзарядка аккумулятора в системе аварийного питания

    Источником аварийного питания во многих объектах является аккумуляторная батарея. Для длительного использования батареи ее необходимо регулярно заряжать, сделать это можно с помощью предложенной схемы. Устройство работает от сетевого напряжения 220В. Во время зарядки аккумулятора тиристор Т1 открыт. При этом напряжение на С1 (R4) ниже порогового напряжения 12-14В стабилитрона Д7, и …Подробнее...
  • Схема авометра Ц4325

    Как правило в большинстве электромеханических вольтметров, амперметров и омметров применяют высокочувствительные измерителя магнитоэлектрической системы. Авометр Ц4325 включает в себя одновременно вольтметр, амперметр и омметр. Часто такие приборы как Ц4325 называют тестерами или мультиметрами. Измеритель авометра Ц4325 иммеет ток предельного отклонения 24 мкА.Подробнее...
  • Номинальная статическая характеристика для никелевых термометров сопротивления и чувствительных элементов R0 = 100 Ом , α = 0,00617 °С

    Номинальная статическая характеристика для никелевых термометров сопротивления и чувствительных элементов R0 = 100 Ом , α = 0,00617 °С

    Термометр сопротивления — электронный прибор, датчик, предназначенный для измерения температуры. Принцип действия основан на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры. Металлический термометр сопротивления представляет собой резистор, изготовленный из металлической проволоки или металлической плёнки на диэлектрической подложке и имеющий известную зависимость электрического сопротивления от температуры. Наиболее точный …Подробнее...