| Ваш IP: 54.166.228.35 | Online(28) - гости: 19, боты: 9 | Загрузка сервера: 4.37 ::::::::::::

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

  • 20Вт усилитель мощность на LM1875 с однополярным питанием

    20Вт усилитель мощность на LM1875 с однополярным питанием

    LM1875 на 20 Вт Электропитание  48 VDC  Выходная мощность  20 W, 4 Ω  КНИ (THD   0.015 %) Встроенная тепловая защита и защита от короткого замыкания  Схема оснащена индикатором включения питания на светодиоде Миниатюрная плата размерами 48 мм x 60 мм   Источник www.anykits.comПодробнее...
  • Электропроводность полупроводника

    При температуре близкой к абсолютному нулю, полупроводник ведет себя как абсолютный непроводник, потому что в нем нет свободных электронов, но при повышении температуры связь валентных электронов с атомными ядрами ослабевает и некоторые из них в следствии теплового движения могут покидать свои атомы. Вырвавшись из межатомной связи электрон становится свободным (рис …Подробнее...
  • Симметричные напряжения от одного источника

    Иногда возникает необходимость получить симметричные напряжения питания, но мы не можем получить его непосредственно из существующих питания. Это может быть сделано с помощью уст-ва на микросхеме IC1. Симметричное выходное напряжение составляет половину целого. В схеме, от одного источника питания от +6 В до +40 V, на выходе можно получить симметричные …Подробнее...
  • Устройство точечной сварки своими руками

    Преимущество точечной сварки неоспоримо при выполнении сварочных работ с деталями, имеющими малые размеры. При одинаковом качестве сварного соединения энергетические затраты уменьшаются в несколько раз. Предлагаемое устройство незаменимо при сварке листовых деталей толщиной до 1 мм или прутков, проволоки до 4 мм диаметром. Эти параметры определяются геометрическими размерами и теплопроводностью материала. …Подробнее...
  • Простой стабилизатор на 2N3055

    Простой стабилизатор на 2N3055

    Предлагаемый стабилизатор напряжения выполнен на биполярном транзисторе 2N3055, который имеет следующие параметры: Uк-э.макс. — 60В Uк-э.макс. (Rбэ<100om) — 70В Uк-б.макс. — 100В Iк.макс. — 15А Iб.макс. — 7А Pк.макс. на радиаторе (+25°С) — 115Вт Uэ-б.макс.-  7В Iк.обр. (Uк=30В) — 0,7мА h21э — 20..70 Uк-э.насыщ. < 3В fгр. > 3МГц Диапазон …Подробнее...