| Ваш IP: 44.197.197.23 | Online(40) - гости: 11, боты: 29 | Загрузка сервера: 0.39 ::::::::::::

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

  • Узкополосный приемный тракт на КФ1066ХА2

    КФ1066ХА2 (аналог К174ХА26) — в данной схеме предпочтительно использовать КФ1066ХА2 так как она более приспособлена при работе на ВЧ и потребляет значительно меньший ток и может питаться от 3 до 9 В. В данной статье рассматривается приемный тракт расчитанный на частоту 27,12МГц. Характеристики: Чувствительность при отношении сигн\шум 10дБ не хуже …Подробнее...
  • Дроссель на резисторе МЛТ

    Дроссель на резисторе МЛТ

    Самодельные дроссели основанный на резисторе МЛТ мощность от 0,125 до 2 Вт, является простым и не дорогим способом получить малогабаритный электронный компонент. Витки катушки индуктивности непосредственно наматываются на высокоомный резистор (100 кОм и более). Для расчета необходимого количества витков можно воспользоваться формулой: где: N — необходимое количество витков, L — нужная индуктивность дросселя в …Подробнее...
  • Электронный переключатель реле

    Электронный переключатель реле

    На основе D-триггера 4013 можно сделать простой электронный переключатель реле. Переключение реле происходит при помощи всего одной кнопки, при нажатии на которую включается реле, при повторном нажатии отключается. Источник — https://circuitswiring.com/electronic-toggle-switch/Подробнее...
  • Автомобильный усилитель 20 Вт (моно) на TDA7240А

    Автомобильный усилитель 20 Вт (моно) на TDA7240А

    УМЗЧ на базе TDA7240A является усилителем класса АВ предназначен для автомобильной ауди техники, микросхема имеет защиту от КЗ выходов с корпусом и шиной питания. Усилитель снабжен системой STAND-BY. Усилитель имеет следующие основные характеристики: Напряжение питания 14,4В (напряжение аккумуляторной батареи автомобиля), максимально допустимое напряжение питания до 18В Ток покоя 65мА (14,4В) …Подробнее...
  • LM3670 миниатюрный понижающий DC-DC преобразователь

    LM3670 миниатюрный понижающий DC-DC преобразователь

    LM3670 миниатюрный понижающий DC-DC преобразователь. Преобразователь обеспечивает выходной ток до 350 мА при напряжении питания от 2,5 до 5,5 В. ИМС LM3670 имеет фиксированное выходное напряжение  1.2, 1.5, 1.6, 1.8, 1.875, 2.5, 3.3 В, а так же регулируемое ADJ от 0,7 В. Частота преобразования 1 МГц. КПД 95%. Ток потребления микросхемы не …Подробнее...