Kas yra įtampos daugikliai?
Įtampos daugiklis reiškia elektros grandinę, susidedančią iš diodų ir kondensatorių, kuris padidina arba padidina įtampą, taip pat paverčia kintamąja įtampa nuolatine įtampa. Padauginus įtampą ir ištaisant srovę, naudojamas įtampos daugiklis . Srovės ištaisymas iš kintamosios ir nuolatinės srovės pasiekiamas diodu, o įtampos padidėjimas pasiekiamas pagreitinant daleles, varant didelį kondensatorių sukeliamą potencialą.
Įtampos daugiklis
Diodo ir kondensatoriaus derinys suteikia pagrindinei įtampos daugiklio grandinei kintamosios srovės įėjimą į grandinę iš maitinimo šaltinio, kur srovės ir dalelių pagreičio ištaisymas kondensatoriumi padidina įtampos nuolatinės srovės išėjimą. Išėjimo įtampa gali būti daug kartų didesnė už įėjimo įtampą, todėl apkrovos grandinė turi turėti didelę varžą.
Šioje įtampos dublerio grandinėje pirmasis diodas ištaiso signalą, o jo išėjimas yra lygiavertis piko įtampai iš transformatoriaus, ištaisyto kaip pusės bangos lygintuvas. Kintamosios srovės ženklas naudojant kondensatorių papildomai pasiekia antrąjį diodą, o kondensatoriaus pateiktos nuolatinės srovės perspektyvoje tai priverčia antrojo diodo išvestį sėdėti pirmojo viršuje. Šiomis linijomis grandinės išvestis yra dvigubai didesnė už transformatoriaus įtampą, atmetant diodo kritimą.
Grandinės ir idėjos įvairovės yra prieinamos, kad būtų užtikrintas praktiškai bet kurio kintamojo įtampos daugiklio pajėgumas. Taikant tą pačią taisyklę, kai vienas lygintuvas sėdi ant pakaitinio ir naudodamas talpinę jungtį, įgalinamas tam tikros pakopos sistemos tipas.
Įtampos daugiklio klasifikacija:
Įtampos daugiklio klasifikacija grindžiama įėjimo įtampos ir išėjimo įtampos santykiu, todėl pavadinimai taip pat buvo pateikti
- Įtampos dvejintuvai
- Įtampos tripleris
- Įtampa keturis kartus
Įtampos padvigubinimas:
Įtampos dublerio grandinę sudaro du diodai ir du kondensatoriai, kur kiekvienam diodo-kondensatoriaus grandinės deriniui būdingi teigiami ir neigiami pokyčiai, taip pat dviejų kondensatorių sujungimas lemia dvigubą išėjimo įtampą tam tikrai įėjimo įtampai.
Dviguba įtampa
Panašiai, kiekvienas diodo-kondensatoriaus derinio padidėjimas padaugina įėjimo įtampą, kai įtampa „Tripler“ suteikia Vout = 3 Vin, o keturios įtampos - Vout = 4 Vin.
Išėjimo įtampos apskaičiavimas
Atliekant įtampos daugiklio išėjimo įtampos skaičiavimą svarbu atsižvelgti į įtampos reguliavimą, o procentinis bangavimas yra svarbus.
Vout = (kvrt. 2 x Vin x N)
Kur
Vout = N pakopos įtampos daugiklio išėjimo įtampa
N = ne. etapų (tai nėra kondensatoriaus skaičius, padalytas iš 2).
Išėjimo įtampos taikymai
- Katodinių spindulių vamzdeliai
- Rentgeno sistema, lazeriai
- Jonų siurbliai
- Elektrostatinė sistema
- Keliaujančios bangos vamzdis
Pavyzdys
Apsvarstykite scenarijų, kai reikalinga 2,5 Kv išėjimo įtampa esant 230 V įėjimui. Tokiu atveju reikalingas daugiapakopis įtampos daugiklis, kuriame D1-D8 duoda diodus, o norint pasiekti, reikia prijungti 16 kondensatorių 100 uF / 400v 2,5 Kv išvestis.
Naudojant formulę
Vout = kvadratas 2 x 230 x 16/2
= kvadratas 2 x 230 x 8
= 2,5 Kv (apytiksliai)
Pirmiau pateiktoje lygtyje 16/2 nurodo, kad nėra kondensatorių / 2 nurodo etapų skaičių.
2 praktiniai pavyzdžiai
1. Įtampos daugiklio grandinės, skirtos aukštos įtampos nuolatinei srovei gauti iš kintamosios srovės signalo, pavyzdys.
Blokinė schema, rodanti įtampos daugiklio grandinę
Sistema susideda iš 8 pakopų įtampos daugiklio. Kondensatoriai naudojami krūviui laikyti, o diodai - taisymui. Taikant kintamosios srovės signalą, gauname įtampą kiekviename kondensatoriuje, kuri maždaug padvigubėja kiekviename etape. Taigi matuojant įtampą per 1švįtampos dublerio etapas ir paskutinis etapas, mes gauname reikiamą aukštos įtampos . Kadangi išėjimas yra labai aukšta įtampa, jo neįmanoma išmatuoti naudojant paprastą multimetrą. Dėl šios priežasties naudojama įtampos daliklio grandinė. Įtampos daliklį sudaro 10 nuosekliai sujungtų rezistorių. Išėjimas yra paimtas iš dviejų paskutinių rezistorių. Taigi gaunama išeitis padauginama iš 10, kad gautų faktinę produkciją.
2. Markso generatorius
Tobulėjant kietojo kūno elektronikai, kietojo kūno prietaisai tampa vis tinkamesni impulsinės energijos pritaikymui. Jie galėtų užtikrinti impulsinių maitinimo sistemų kompaktiškumą, patikimumą, didelį pasikartojimo greitį ir ilgą tarnavimo laiką. Impulsinių elektros generatorių, naudojančių kietojo kūno prietaisus, atsiradimas pašalina įprastų komponentų apribojimus ir žada, kad impulsinės energijos technologijos bus plačiai naudojamos komercinėse srityse. Tačiau dabar turimi kietojo kūno perjungimo įtaisai, tokie kaip MOSFET arba izoliuotas vartų bipolinis tranzistorius (IGBT), vertinami tik iki kelių kilogramų.
Daugumai impulsinių elektros sistemų reikalinga daug didesnė įtampa. „Marx“ moduliatorius yra unikali grandinė, skirta įtampai dauginti, kaip parodyta žemiau. Tradiciškai ji naudojo kibirkščių spragas kaip jungiklius ir rezistorius kaip izoliatorius. Todėl jis turėjo mažo pasikartojimo dažnio, trumpo gyvenimo trukmės ir neefektyvumo trūkumų. Šiame straipsnyje siūloma „Marx“ generatoriui, naudojančiam kietojo kūno prietaisus, derinti tiek galios puslaidininkių jungiklių, tiek „Marx“ grandinių privalumus. Jis skirtas plazmos šaltinio jonų implantacijai (PSII) [1] ir šiems reikalavimams: 
Šiuolaikinis „Marx“ generatorius naudojant MOSFET
Norėdami perskaityti įtampą ir laikotarpį, žiūrėkite CRO ekrano rūšiavimą.
- Iš pirmiau pateikto žemos įtampos demonstracinio bloko randame 15 voltų įvestį, 50% darbo ciklo taške A eina (–Ve) ir žemės atžvilgiu. Taigi aukštos įtampos tranzistorius turi būti naudojamas. Per tą laiką visi C1, C2, C4, C5 kondensatoriai bus įkrauti, kaip matyti iš C, iki 12 voltų.
- Tada per tinkamą perjungimo ciklą C1, C2, C4, C5 nuosekliai sujungsite per MOSFET.
- Taigi taške D gauname 12 + 12 + 12 + 12 = 48 voltų (-Ve) impulso įtampą
„Marx“ generatorių taikymas - aukštos įtampos nuolatinė srovė pagal „Marx“ generatoriaus principą
Kaip mes žinome pagal „Marx Generator“ principą, kondensatoriai yra išdėstyti lygiagrečiai, kad įkrautų, ir tada prijungiami prie serijos, kad būtų sukurta aukšta įtampa.
Sistema susideda iš 555 laikmačio, veikiančio staigiu režimu, kuris suteikia išėjimo impulsą su 50% darbo ciklu. Sistema susideda iš viso 4 pakopų daugybos pakopos, kiekvieną pakopą sudaro kondensatorius, 2 diodai ir MOSFET kaip jungiklis. Diodai naudojami kondensatoriui įkrauti. Didelis pulsas iš Eksploatuojamos 555 valandos diodai ir optoizoliatoriai, kurie savo ruožtu kiekvienam MOSFET teikia impulsinius impulsus. Taigi kondensatoriai yra prijungti lygiagrečiai, nes jie kraunasi iki maitinimo įtampos. Mažas loginis impulsas iš laikmačio lemia tai, kad MOSFET jungikliai yra išjungtos būklės, todėl kondensatoriai yra prijungti nuosekliai. Kondensatoriai pradeda išsikrauti, o kiekvieno kondensatoriaus įtampa pridedama, sukuriant įtampą, kuri yra 4 kartus didesnė nei įvesties nuolatinės įtampos.
