| Ваш IP: 54.226.73.255 | Online(25) - гости: 11, боты: 14 | Загрузка сервера: 0.77 ::::::::::::

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

Войти с помощью: 

Случайные статьи

  • Регулятор частоты вращения вала микроэлектродвигателя постоянного тока

    Регулятор частоты вращения вала микроэлектродвигателя постоянного тока позволяет регулировать и стабилизировать обороты вала двигателя при изменении нагрузки. Двигатель включен в эмиттерную цепь VT2. Сигнал обратной снимается с низкоомного резистора R4 и поступает в цепь базы транзистора VT1. При увеличении нагрузки возрастает ток электродвигателя и увеличивается напряжение на R4. Это приводит …Подробнее...
  • Светодиодный фонарик

    На рисунке показана схема простого светодиодного фонарика основанная на микросхеме MAX660 фирмы MAXIM. MAX660 (тип CMOS) — монолитный преобразователь напряжения. Микросхема поддерживает любые три ярко-белые светодиоды. Светодиоды соединяются параллельно и подключаются к выходу 8 микросхемы. Диоды D1-D3 — 1N4148.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...
  • Бестрансформаторный источник питания 5 В/0,3 А

    Схема ИП общего назначения с напряжение 5 В и током до 0,3 А приведена на рис. Делитель напряжения пятивольтного источника состоит из бумажного конденсатора С1 и двух оксидных С2 и СЗ, образующих нижнее по схеме неполярное плечо емкостью 100 мкФ. Поляризующими диодами для этих конденсаторов служат левые по схеме диоды …Подробнее...
  • Простой УМЗЧ 50Вт

    Простой УМЗЧ 50Вт

    На рисунке показана схема простого УМЗЧ который развивает максимальную выходную мощность на нагрузке 8 Ом в пределах 50Вт.В усилителе использованы: один ОУ и четыре транзистора 2N3053, 2N4037, 2N3055 и MJ2955. Питание усилителя осуществляется от двух полярного источника питания +/-30В. С помощью резистора R9 установите минимальное выходное напряжение усилителя при замкнутом …Подробнее...