| Ваш IP: 34.224.102.60 | Online(14) - гости: 6, боты: 8 | Загрузка сервера: 0.96 ::::::::::::

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

  • Аналоговый метод управления яркостью

    На рисунке показана электрическая схема регулируемого ЭПРА для управления 26 Вт четырехвыводными компактными люминесцентными лампами (CFL) от сети 220 В с гальванически изолированным аналоговым входом управления яркостью 1…10 В. Балласт включает в себя: фильтр ЭМИ для уменьшения собственного генерируемого шума; выпрямитель и конденсатор для преобразования переменного входного напряжения в постоянное; контроллер и транзисторный …Подробнее...
  • Индикаторы для лабораторного источника питания

    Используя доступные микросхемы АЦП КР572ПВ2А(Б), можно сделать для ИП два простых цифровых измерителя, один из которых будет показывать напряжение от 0 до 99,9В, а второй ток от 0 до 9,99А. На рис.1 показана схема измерителя напряжения (3-х разрядная индикация) позволяющая отображать напряжение от 0 до 99,9В с шагом 0,1В. Такой …Подробнее...
  • Регулятор для паяльника

    Регулятор позволяет плавно регулировать температуру от 50 до 100% от номинальной. Открыванием тиристора управляет мультивибратор с регулируемой R3 скважностью. Транзисторы любые германиевые НЧ — МП39-42, диоды Д226 Д237 и др., тиристор КУ201 КУ202 И-Н. Общее сопротивление гасящих резисторов R6-R8 — 12…14кОм, суммарная мощность рассеивания не менее 5 Вт. Внимание!!! Схема …Подробнее...
  • Простой измеритель емкости электролитических конденсаторов (0-200мкФ, 0-1000мкФ)

    На рисунке представлена схема простого измерителя электролитических конденсаторов с 2-я диапазонами: 0-200 и 0-1000мкФ и погрешностью измерения не более 10%. Принцип работы измерителя состоит на измерении пульсаций выпрямленного напряжения. Для этого поверяемый конденсатор подключают к делителю напряжения R1 R2 и измеряют амплитуду пульсаций на резисторе R2. При измерении емкости до …Подробнее...
  • УМЗЧ на микросхеме TDA1552Q

    УМЗЧ на микросхеме TDA1552Q

    Усилитель при высоком качестве звучания очень прост в изготовлении и не нуждается в налаживании. Он имеет универсальный вход с плавной регулировкой чувствительности. Это практически «полный» усилитель, но без входов для микрофона и звукоснимателя. Усилитель мощности реализован на МС фирмы Philips TDA1552Q. Схема его включения позаимствована из [1]. Предварительный усилитель собран …Подробнее...