Как работает удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера. Каковы его преимущества перед другими схемами умножения напряжения. Где применяется данная схема в современной электронике. Какие существуют варианты и модификации этого удвоителя напряжения.
Принцип работы удвоителя напряжения Латура-Делона-Гренашера
Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера представляет собой схему выпрямителя, позволяющую получить постоянное напряжение, примерно вдвое превышающее амплитуду входного переменного напряжения. Основными элементами схемы являются два диода и два конденсатора.
Принцип работы данного удвоителя заключается в следующем:
- В один полупериод входного напряжения заряжается первый конденсатор через первый диод.
- В следующий полупериод заряжается второй конденсатор через второй диод.
- Конденсаторы соединены последовательно, поэтому их напряжения суммируются.
- В результате на выходе схемы формируется напряжение, близкое к удвоенной амплитуде входного.
Таким образом, удвоитель Латура-Делона-Гренашера позволяет эффективно повысить напряжение без использования трансформатора.
Преимущества удвоителя Латура-Делона-Гренашера
Данная схема имеет ряд важных преимуществ по сравнению с другими вариантами умножителей напряжения:
- Простота конструкции — требуется всего 2 диода и 2 конденсатора
- Высокий КПД — до 90% и выше
- Хорошая нагрузочная способность
- Низкий уровень пульсаций выходного напряжения
- Возможность работы на высоких частотах
- Малые габариты и вес
Благодаря этим достоинствам удвоитель Латура-Делона-Гренашера нашел широкое применение в современной электронике.
Области применения удвоителя напряжения
Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера используется во многих электронных устройствах и системах, где требуется повышение напряжения:
- Источники питания электронной аппаратуры
- Высоковольтные блоки питания
- Системы зажигания автомобилей
- Электронно-лучевые трубки телевизоров и мониторов
- Ионизаторы воздуха
- Электростатические системы
- Лазерные установки
- Ускорители заряженных частиц
Особенно эффективно применение данной схемы в портативных устройствах с батарейным питанием, где важны малые габариты и высокий КПД.
Варианты и модификации схемы удвоителя
На основе базовой схемы Латура-Делона-Гренашера разработаны различные модификации и усовершенствованные варианты:
- Симметричный удвоитель с двумя выходами разной полярности
- Каскадное включение нескольких удвоителей для большего умножения напряжения
- Схемы с дополнительными фильтрующими конденсаторами для снижения пульсаций
- Варианты на полевых транзисторах вместо диодов для повышения КПД
- Импульсные схемы удвоения на быстродействующих ключах
Это позволяет оптимизировать характеристики удвоителя для конкретных применений.
Расчет и выбор элементов удвоителя напряжения
При разработке удвоителя Латура-Делона-Гренашера необходимо правильно рассчитать и выбрать основные компоненты схемы:
Выбор диодов
Диоды должны выдерживать обратное напряжение не менее удвоенной амплитуды входного напряжения. Быстродействие диодов выбирается в зависимости от рабочей частоты схемы.
Расчет емкости конденсаторов
Емкость конденсаторов C рассчитывается по формуле:
C = I / (2 * f * ΔU)
Где I — ток нагрузки, f — частота входного напряжения, ΔU — допустимые пульсации выходного напряжения.
Выбор рабочего напряжения конденсаторов
Рабочее напряжение конденсаторов должно быть не менее амплитуды входного напряжения с запасом 20-30%.
Правильный расчет элементов обеспечивает оптимальные характеристики удвоителя напряжения.
Анализ работы удвоителя напряжения
Для анализа работы удвоителя Латура-Делона-Гренашера используются следующие методы:
- Аналитический расчет по упрощенным формулам
- Компьютерное моделирование в программах схемотехнического анализа
- Экспериментальные исследования на макетах
Основные анализируемые параметры:
- Коэффициент умножения напряжения
- КПД схемы
- Уровень пульсаций выходного напряжения
- Нагрузочная характеристика
- Частотные свойства
Комплексный анализ позволяет оптимизировать параметры удвоителя для конкретного применения.
Практические схемы на основе удвоителя Латура-Делона-Гренашера
Рассмотрим несколько практических схем источников питания на основе данного удвоителя напряжения:
Простой удвоитель сетевого напряжения
Схема позволяет получить постоянное напряжение около 600В из сети 220В:
- Конденсаторы — 1мкФ х 400В
- Выходной ток до 10 мА
Импульсный повышающий преобразователь
Удвоитель работает на частоте 100 кГц:
- Входное напряжение 12В
- Выходное напряжение 24В
- Мощность 10 Вт
- КПД 92%
Эти примеры демонстрируют возможности практического применения удвоителя Латура-Делона-Гренашера.
Сравнение с другими схемами умножения напряжения
Удвоитель Латура-Делона-Гренашера имеет как преимущества, так и недостатки по сравнению с другими схемами:
Преимущества:
- Простота конструкции
- Высокий КПД
- Хорошая нагрузочная способность
Недостатки:
- Ограниченный коэффициент умножения (только 2)
- Несимметричный выход
По сравнению со схемой Кокрофта-Уолтона удвоитель Латура-Делона-Гренашера проще, но не позволяет получить высокие коэффициенты умножения.
Выбор оптимальной схемы умножителя напряжения зависит от конкретных требований и условий применения.
Удвоитель — напряжение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Удвоитель напряжения работает следующим образом. В полупериод, когда на выводе 9 вторичной обмотки трансформатора преобразователя минус, а на выводе / / плюс, диод VII заперт и конденсатор С6 через открытые тиристор V16 и диод V10 заряжается почти до амплитудного значения напряжения, имеющегося на вторичной обмотке трансформатора, причем плюс напряжения оказывается на нижней обкладке конденсатора. [1]
Термин однополупериодный удвоитель напряжения первой из рассматриваемых нами схем умножителей, показывает, что выходное постоянное напряжение здесь примерно вдвое превышает значение напряжения. [2]
С выхода удвоителя напряжения сигналы поступают через резистор R42 ( R43) на стрелочные индикаторы. Транзистор V15 ( V16) совместно с транзистором VI и диодами VI — V3 платы Е7 защищает стрелочные индикаторы от переходных коммутационных помех, а транзистор V5 ( V6) — — канал воспроизведения.
Сочетание двух удвоителей напряжения, каждый их которых имеет четыре секции, обеспечивает меньшее выходное сопротивление, чем в случае применения схемы Латура-Делона — Гренашера, использующей восемь секций. [4]
В схеме импульсного удвоителя напряжения ( рис. 7.7) на диодах Дь Д2, Дз действует одинаковое максимальное обратное напряжение, равное половине выпрямленного. Однако если на диодах Дt и Д3 это напряжение действует во время прямого хода развэртки, то на диоде Д2 оно действует только во время обратного хода. [5]
| Цоколевка вибратора. [6] |
Во вторичной цепи применен удвоитель напряжения [ на двух электролитических конденсаторах. Схема удвоения дает возможность снимать половинное напряжение с одного из конденсаторов. [7]
Однополупериодное выпрямление посредством одноанодного кенотрона, предназначенное для питании радиоприемников непосредственно от электросети. при параллельном присоединении к трансформатору накала можно применять и для иных целей.
[8] |
Рис, 4 — Удвоитель напряжения, применяемый главным образом для одновременного выпрямления и удвоения напряжения. [9]
Таким образом, схема удвоителя напряжения содержит два конденсатора, соединенных последовательно, каждый из которых заряжается в течение последующих полупериодов переменного напряжения. Выходное выпрямленное напряжение схемы равно сумме напряжений на этих конденсаторах. [10]
Наиболее известная форма умножителя — 
[11]
Кривые, характеризующие выпрямитель — удвоитель напряжения с входным емкостным фильтром. [12]
| Схема параллельного удвоителя напряжения.| Схема последовательного удвоителя напряжения. [13] |
На рис. 9.27 представлена схема параллельного удвоителя напряжения. Он представляет собой два однополупериодных выпрямителя, подключенных к одной вторичной обмотке трансформатора. В один из полупериодов входного напряжения, когда точка а имеет положительный потенциал, а точка Ъ — отрицательный, диод Д [ открыт, а диод Д2 закрыт. В следующий полупериод входного напряжения потенциал точки Ь становится положительным, а потенциал точки а — отрицательным, диод Д: будет закрыт, а диод Д2 — открыт. В этот полупериод через открытый диод Д3 заряжается конденсатор С2 до амплитудного значения входного напряжения. Конденсаторы С и С2 по отношению к выходным зажимам включены последовательно.
В источнике использована стандартная схема двухполу-периодного удвоителя напряжения, с которой мы уже несколько раз встречались в этой главе. Основное отличие здесь состоит в том, что отсутствует сетевой трансформатор, а напряжение сети ( 115 В) непосредственно поступает на вход схемы удвоителя. Габаритные размеры источника определяются в основном конденсаторами С1 и С2, имеющими одинаковые емкости по 250 мкФ каждый. При небольших токах нагрузки вполне подойдут конденсаторы с емкостью 80 мкФ, хотя для уменьшения пульсаций выходного напряжения и улучшения динамических характеристик целесообразно использовать конденсаторы с большой емкостью. [15]
Страницы: 1 2 3 4
Схемы умножителей мощности
Умножитель напряжения — разновидность выпрямителя переменного тока. Отличительная особенность умножителя состоит в том, что напряжение на его выходе в несколько раз превышает амплитуду переменного напряжения на входе.
Целочисленный коэффициент умножения зависит от конструкции умножителя. В качестве примера на рис. Здесь R — подключённая к выходу умножителя нагрузка.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Умножители частоты
- Схемы умножителей напряжения
- Умножитель напряжения на диодах и конденсаторах
- Умножитель напряжения. Умножителей напряжения схемы
- Умножитель напряжения Шенкеля-Вилларда (Вийяра) схема.
Схемы умножителей напряжения
- УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
- Умножители напряжения — теория, практика, схемы
Схемы умножителей напряженияПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Схемы удвоения all-audio.proп работы.
Умножители частоты
Умножитель напряжения — схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить вольт постоянного тока из вольт переменного тока источника, а с помощью умножителя на восемь — вольт постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах 0,7 вольт на каждом. В практике на схемах любая нагрузка будет немного уменьшенной от полученных расчетов.
Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна количеству звеньев. Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера Примечание: отличная нагрузочная способность.
Несимметричный умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона Примечание: универсальность. Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток.
Утроитель, 1-й вариант Отличная нагрузочная способность. Утроитель, 2-й вариант Отличная нагрузочная способность. Утроитель, 3-й вариант Отличная нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 1-й вариант Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность. Умножитель на 4, 2-й вариант Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 3-й вариант Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки. Умножитель на 5 Отличная нагрузочная способность. Умножитель на 6, вариант второй Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель на 8, первая схема подключения Симметричная схема, отличная нагрузочная способность. Умножитель на 8, вторая схема подключения Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки. Умножитель напряжения Шенкеля — Вилларда Превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене. Умножитель со ступенчатой нагрузочной способностью Нагрузочная характеристика имеет две области — область низкой мощности — в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности — при выходном напряжении ниже U.
Выпрямитель с вольт добавкой Наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания. Умножитель из диодных мостов Хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов.
На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено. Умножители напряжения на диодах — схемы включения, варианты подключения, утроители, умножители на 4, 5, 6, 8.
Схемы умножителей напряжения
А не забацать ли нам с утреца электроэффлювиальный излучатель? Наполнить атмосферу лёгким отрицательным аэроионом — чтоб не слабее воздуха гор, соснового леса или морского прибоя. Что ещё надо человеку, чтобы встретить безмятежную старость? А надо-то всего ничего — фруктовый кефир и источник напряжения на пару-тройку десятков киловольт. Трансформатор на такие напряжения — штука нешуточная, специфическая, подвластная не каждому энтузиасту. Значительно более простым решением будет использование умножителей напряжения, находящих место не только в радиолюбительских поделках, но и широко применяющихся в электронных устройствах промышленного производства.
Происходит это благодаря приятным свойствам умножителей — возможности формировать высокое, до нескольких десятков и сотен тысяч вольт, напряжение при малых габаритах, массе и простоте расчёта и изготовления.
1, на котором приведена схема однополупериодного умножителя. как возможность обеспечения высокой мощности, простота в изготовлении.
Умножитель напряжения на диодах и конденсаторах
Умножитель напряжения — схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить вольт постоянного тока из вольт переменного тока источника, а с помощью умножителя на восемь — вольт постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах 0,7 вольт на каждом. В практике на схемах любая нагрузка будет немного уменьшенной от полученных расчетов. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна количеству звеньев.
Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера Примечание: отличная нагрузочная способность. Несимметричный умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона Примечание: универсальность. Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток. Утроитель, 1-й вариант Отличная нагрузочная способность.
Умножитель напряжения. Умножителей напряжения схемы
Принципы построения и работы схем умножения напряжения. В последнее время радиолюбители все чаще и чаще интересуются схемами питания построенным по принципу умножения напряжения. Причин этому можно назвать много, одни из самых главных — появление на рынке малогабаритных конденсаторов большой емкости и резкое удорожание медного провода, использовавшегося при намотке трансформаторов.
Немаловажно и то, что схемы с умножением напряжения позволяют значительно снизить вес и габариты аппаратуры.
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений.
Умножитель напряжения Шенкеля-Вилларда (Вийяра) схема. Схемы умножителей напряжения
Вернуться к оглавлению книги. Глава Вторая редакция от 15 ноября г. Раздел 1. От автора. Итак, супердвойка начинает становиться взрослой.
УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ
Довольно часто при построении схем разнообразных генераторов и синтезаторов частот возникает необходимость в преобразовании сигналов одной частоты в сигналы большей частоты. Однако, когда требуется кратное преобразование в два, три и более раз , удобнее и эффективнее использовать схемы так называемых умножителей частоты. Как следует из названия, такие схемы обеспечивают кратное преобразование умножение частоты входного сигнала. Диодные умножители частоты характеризуются рядом положительных черт, которые обусловливают довольно широкое применение таких устройств особенно на высоких и сверхвысоких частотах.
К наиболее важным относятся: низкий уровень тепловых и фазовых шумов, способность работать на очень высоких частотах вплоть до частот субмиллиметрового диапазона , а также относительная простота конструкции.
Схемы умножителей напряжения разделяются на симметричные и мощности на 3-х ГУ зададим: напряжение на выходе умножителя Вольт.
Умножители напряжения — теория, практика, схемы
При необходимости получения постоянных напряжений, кратных по величине питающему их переменному напряжению питания, во многих областях радиотехники находят применение выпрямители с умножением напряжения УН. Они подразделяются на однополупериодные и двухполупериодные, последовательного и параллельного типов. На рис.
На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 авторов выполнят вашу работу от руб! Их применяют в радиоэлектронике: медицинской и телевизионной аппаратуре, измерительной технике, бытовой технике и др.
Умножитель напряжения составляют диоды и конденсаторы, которые соединяют специальным образом.
Аналоговые умножители и делители выпускаются промышленностью серийно, могут работать не только с входными сигналами постоянного тока любой полярности, но и с сигналами переменного тока высоких частот — до десятков мегагерц. Мощность генератора определяется схемой аналогового умножителя , основанного на принципе времяимпульсного умножения.
В настоящее время многие популярные радиолюбительские устройства содержат в своем составе умножитель напряжения, преобразующий напряжение электрической сети В в высокое напряжение Это могут быть устройства, предназначенные для борьбы с тараканами, устройства для ионизации воздуха. Схемы таких устройств неоднократно были опубликованы в радиолюбительской литературе, например, в [1, 2]. В устройствах из [1, 2] для изготовления высоковольтного умножителя, который является основной частью этих конструкций, используют современные малогабаритные детали, поэтому габариты этих устройств незначительны.
Однако следует отметить, что практически все малогабаритные высоковольтные детали, входящие в состав высоковольтного умножителя, являются достаточно дорогостоящими. Часто нет необходимости в изготовлении малогабаритной версии этих устройств.
Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Общие сведения. На рис. Поэтому фильтрующие цепи умножителя должны обеспечить прохождение через диод только двух гармоник тока и выделение из спектра колебаний необходимой гармоники.
Умножитель напряжения Делон, или как удвоить или утроить напряжение трансформатора
Сегодня мне нужен симметричный блок питания ±100В на несколько мА потребляемого тока. У меня есть этот источник питания от моего сломанного аудиоусилителя, который может выдавать ± 40 В или ± 50 В пикового постоянного тока, в зависимости от переключателя 4/8 Ω для ответвлений трансформатора. Можно ли как-то удвоить напряжение?
Есть интересная схема под названием удвоитель напряжения Делона (Википедия), которая обещает именно то, что я ищу.
Жюль Делон (1876-1919 гг.)41) был французским инженером, представившим свое устройство в 1908 году в Марселе, использовавшем в то время механические переключатели. Идея состоит в том, чтобы объединить два полуволновых выпрямителя (они же пиковые детекторы) друг над другом, чтобы оба конденсатора могли нагружать пиковое напряжение. Их напряжения складываются, как показывает быстрое моделирование с помощью LT Spice. Резисторы имитируют нагрузку.
С моим симметричным трансформатором я просто игнорирую средний кран. Диоды должны выдерживать 200В, конденсаторы 100В. Удвоитель Делона может обеспечить некоторый ток, как и однополупериодный выпрямитель — в нем не задействован зарядовый насос. Применяются те же правила определения размеров, что и для однополупериодного выпрямителя, скажем, 1000 мкФ на 1 А тока для пикового падения 20%. Здесь при 1000 мкФ он обеспечивает 0,9A среднего тока при ок. ± 90 В среднее значение.
Повышение напряжения имеет свою цену, возникают потери энергии, а средний ток увеличивается более чем в два раза.
Фактор 2 — просто идеальное значение.
Удвоитель Делона представляет собой схему, отличную от схемы каскадного умножителя Виллара или Кокрофта-Уолтона, в которой требуется 3 или 4 конденсатора и 4 диода для удвоения входного напряжения. Схема Делона не может быть каскадной, см. ниже.
Переключатель 110 В / 230 В на блоке питания ПК переключается между топологией мостового выпрямителя и удвоителя Делона (Википедия), так что переключаемый блок питания обеспечивается примерно таким же высоким входным напряжением постоянного тока. Ток насыщения трансформатора может быть снижен, что снижает затраты. Очень умный.
Но что, если я поставлю удвоитель Делона на каждый выход трансформатора и попытаюсь их объединить? Это утроитель напряжения, и теперь пульсации составляют 2 × f = 100 Гц. Каждый удвоитель получает 100 В переменного тока и выдает ± 100 В постоянного тока ± 50 В переменного тока, пиковое значение ± 150 В постоянного тока. Круто, но это больше, чем мне нужно.
