Multiplikator napetosti: princip delovanja, načrtovanje vezja

Vse bolj pa so se radijski amaterji zanimali za električna vezja, ki so zgrajena na principu množenja napetosti. To zanimanje je povezano z nastopom na trgu miniaturnih kondenzatorjev z veliko kapaciteto in povečanjem stroškov bakrene žice, ki se uporablja za navijanje tuljav transformatorja. Dodatna prednost teh naprav je njihova majhnost, ki bistveno zmanjša končne dimenzije projektirane opreme. In kaj je napetostni multiplikator? Ta naprava je sestavljena iz priključenih kondenzatorjev in diod. V bistvu gre za AC pretvornik za nizkonapetostni vir v visoko enosmerno napetost. In zakaj potrebujemo multiplikator napetosti enosmerni tok?

Področje uporabe

Takšna naprava je našla široko uporabo v televizijski opremi (v virih anodne napetosti slikovnih cevi), v medicinski opremi (pri napajanju visokozmogljivih laserjev), v merilni opremi (merilni instrumenti, oscilografi). Poleg tega se uporablja v napravah za nočno opazovanje, v napravah za elektrošok, gospodinjski in pisarniški opremi (fotokopirni stroji) itd. maso naprave. Drug pomemben plus omenjenih naprav je enostavnost izdelave.

Vrste shem

Obravnavane naprave so razdeljene na simetrične in asimetrične, multiplikatorje prve in druge vrste. Simetrični multiplikator napetosti se dobi s povezovanjem dveh asimetričnih vezij. Eden od teh tokokrogov spreminja polarnost kondenzatorjev (elektrolitov) in prevodnost diod. Simetrični množilec ima najboljšo zmogljivost. Ena od glavnih prednosti je dvojna vrednost frekvence valovanja popravljene napetosti.

Načelo delovanja

Fotografija prikazuje najpreprostejšo shemo polvalovne naprave. Upoštevajte načelo delovanja. Pri delovanju negativne napetostne polovice skozi odprto diodo D1 se kondenzator C1 začne polniti na amplitudno vrednost uporabljene napetosti. V tistem trenutku, ko se začne obdobje pozitivnega vala, se kondenzator C2 (preko diode D2) napolni do dvakratne vrednosti uporabljene napetosti. Na začetku naslednje faze negativnega pol-obdobja se kondenzator C3 napolni - tudi do dvakratne vrednosti napetosti, ob spremembi polovičnega obdobja pa se tudi kondenzator C4 napolni do navedene vrednosti. Zagon naprave poteka več polnih obdobij napetosti izmenični tok. Izhod je konstantna fizikalna količina, ki je vsota napetostnih indeksov zaporednih, stalno napolnjenih kondenzatorjev C2 in C4. Zato dobimo vrednost, ki je štirikrat večja od vnosa. Po tem načelu deluje napetostni multiplikator.

Shema izračuna

Pri izračunu je potrebno nastaviti potrebne parametre: izhodno napetost, moč, izmenično vhodno napetost, dimenzije. Nekatere omejitve se ne smejo zanemariti: vhodna napetost ne sme presegati 15 kV, njena frekvenca se giblje med 5-100 kHz, izhodna vrednost ne sme presegati 150 kV. V praksi se uporabljajo naprave z izhodno močjo 50 W, čeprav je realno oblikovati multiplikator napetosti z izhodnim indikatorjem, ki se približuje 200 W. Vrednost izhodne napetosti je odvisna od toka obremenitve in je določena s formulo:

U out = N * U v - (I (N3 + + 9N2 / 4 + N / 2)) / 12FC, kjer

I je tok tovora;

N število korakov;

F je frekvenca vhodne napetosti;

C - zmogljivost generatorja.

Če torej nastavite vrednost izhodne napetosti, toka, frekvence in števila stopenj, je mogoče izračunati potrebno kapacitivnost kondenzatorja.