Схема латура: Умножители напряжения на диодах — Club155.ru

Содержание

Умножители напряжения на диодах — Club155.ru

 

Умножители напряжения — это специальные схемы преобразующие в сторону увеличения уровень напряжения. Такие схемы обычно совмещают в себе две функции: выпрямление и умножение напряжения. Применение умножителей наиболее оправдано в случаях, когда наличие дополнительного повышающего трансформатора нежелательно (повышающий трансформатор — элемент достаточно сложный, особенно при высокой частоте напряжения, и габаритный) или не может обеспечить требуемый уровень напряжения (при высоких напряжениях высока вероятность пробоя между витками вторичной обмотки трансформатора).

Схемы умножителей, как правило, строятся с использованием свойств однофазного однополупериодного выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку. Этот выпрямитель во время своей работы может создавать между определенными точками напряжение, величина которого больше величины входного напряжения. Если рассмотреть приведенный в предыдущем разделе анализ работы однофазного однополупериодного выпрямителя с емкостной нагрузкой, можно понять, что названными “определенными точками” являются выводы диода выпрямителя.

Если к этим точкам подключить еще один однофазный однополупериодный выпрямитель, будет получена схема, представленная на рис. 3.4-16 (т.н. несимметричный удвоитель напряжения).

 

Рис. 3.4-16. Схема несимметричного удвоителя напряжения (а) и временные диаграммы, поясняющие его работу (б)

 

Еще одна схема удвоителя напряжения, составленная из двух однофазных однополупериодных выпрямителей с емкостным фильтром, дана на рис. 3.4-17. Ее называют симметричным удвоителем напряжения (или схемой Латура). Входящие в схему выпрямители по входу включены параллельно, а по выходу последовательно.

 

Рис. 3.4-17. Симметричный удвоитель напряжения (схема Латура)

 

При положительной полуволне входного напряжения работает выпрямитель на диоде VD1, заряжая конденсатор C1, а при отрицательной полуволне — выпрямитель на диоде VD2, заряжающий конденсатор C2. В результате и C1, и C2 заряжаются до уровня входного напряжения, а при их последовательном включении суммарное напряжение равно удвоенному входному.

Основное преимущество схемы Латура перед несимметричным удвоителем напряжения (рис. 3.4-16) состоит в том, что рабочее напряжение обоих конденсаторов составляет \(U_{вх max}\).

Коэффициент умножения подобных схем можно увеличивать, наращивая количество звеньев умножения. На рис. 3.4-18 приведена схема несимметричного умножителя с количеством звеньев типа “два диода – два конденсатора”, равным \(n\).

 

Рис. 3.4-18. Схема несимметричного n-звенного умножителя напряжения

 

Когда нагрузка отсутствует, на выходе данной схемы генерируется напряжение \(U_{вых1} = 2nU_{вх max}\) или \(U_{вых2} = (2n‑1)U_{вх max}\). При подключении нагрузки конденсаторы будут периодически разряжаться и заряжаться.2 — \cfrac{1}{6} n \right) \),

где \(f\) — частота входного напряжения.

 

Приведенная формула верна и для описанной выше схемы несимметричного удвоителя напряжения.

Следует, однако, понимать, что в реальных схемах существуют дополнительные факторы, снижающие выходное напряжение умножителя. Это разного рода паразитные емкости, шунтирующие диоды и нагрузку, токи утечки диодов и т.п.

При наличии у вторичной обмотки трансформатора средней точки возможно построение многозвенной симметричной схемы умножителя напряжения (рис. 3.4‑19), которая имеет лучшие параметры. При работе данной схемы на нагрузку конденсаторы средней цепочки разряжаются только током, проходящим через нагрузку. Убыль заряда восполняется дважды за период от конденсаторов крайних цепочек. Благодаря этому, пульсации и падение напряжения на выходе оказываются существенно меньше, чем в простой несимметричной схеме умножения. Пульсации, обусловленные паразитными емкостями, вообще отсутствуют.2 + \cfrac{1}{3} n \right) \)

 

 

Рис. 3.4-19. Схема симметричного n-звенного умножителя напряжения

 

Можно заметить, что при малых значениях n выходное напряжение растет почти пропорционально числу каскадов. При увеличении n этот рост замедляется и затем вообще прекращается. Очевидно, что делать умножители с числом каскадов большим, чем то, при котором достигается максимум умножения, не имеет смысла. Такое предельное значение n для схемы симметричного умножителя можно найти по формуле:

\( n_max = 2 \sqrt{\cfrac{fCU_{вх max}}{I_н}} \)

При прочих равных условиях для несимметричной схемы умножителя максимальное число каскадов окажется в два раза меньшим. Для повышения эффективности умножителей напряжения целесообразно увеличивать частоту питающего напряжения и емкости применяемых в умножителе конденсаторов. В рассмотренных схемах в процессе работы на все диоды действует обратное напряжение \(U_{обр max} = 2U_{вх max}\).

С использованием описанных выше принципов возможно построение большого числа разнообразных схем умножения напряжения. Несколько примеров подобных схем приводится на рис. 3.4‑20…3.4-23, а на рис. 3.4-24 представлена схема маломощного преобразователя постоянного напряжения с применением диодного умножителя [5].

 

Рис. 3.4-20. Схемы умножения на три

 

 

Рис. 3.4-21. Схемы умножения на четыре

 

 

Рис. 3.4-22. Схемы умножения на шесть

 

 

Рис. 3.4-23. Схема умножения на восемь

 

 

Рис. 3.4-24. Маломощный преобразователь постоянного напряжения на основе диодного умножителя

 

 

< Предыдущая   Следующая >

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.

Схема однополупериодного выпрямителя

На рис.1 показана схема однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения. Схема может применяться как самостоятельно, так и в качестве составляющего элемента многозвенных умножителей последовательного типа.

Рис. 1. Схема однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения.

На рис.2 показана параллельная схема двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения (схема Латура). Данный УН как выпрямитель можно рассматривать как два однополупериодных, включенных (вторичная обмотка трансформатора Т1 — диод VD1 — конденсаторы С1, С3; вторичная обмотка трансформатора — диод VD2 конденсаторы С2, С4) последовательно. Удвоенное напряжение на его выходе получается в результате сложения раздельно выпрямленных разнополярных напряжений.

Рис. 2. Параллельная схема двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения (схема Латура).

Последовательный многозвенный однополупериодный выпрямитель

Последовательный многозвенный однополупериодный выпрямитель (рис.3) с умножением напряжения чаще всего применяется при малых (до 10…15 мА) токах нагрузки.

Его схема состоит из однополупериодных выпрямителей — звеньев, в следующем алгоритме — одно звено (диод и конденсатор) — просто од-нополупериодный выпрямитель, состоящий из диода и конденсатора (выпрямителя и фильтра), два звена — умножитель напряжения в два раза, три — в три раза и т.д.

Величины емкости каждого звена в большинстве случаев одинаковы и зависят от частоты питающего УН напряжения и тока потребления [9].

Рис. 3. Схема многозвенного однополупериодного умножителя напряжения.

Физические процессы увеличения напряжения в многозвенном однополупериодном (рис.3) УН удобно рассматривать при подаче на него переменного синусоидального напряжения. Работает УН следующим образом.

При положительной полуволне напряжения на нижнем выводе вторичной обмотки Т1 через диод VD1 течет ток, заряжая конденсатор С1 до амплитудного значения.

При положительной полуволне питающего напряжения на нижнем выводе вторичной обмотки Т1 к аноду VD2 прикладываются сумма напряжений на вторичной обмотке и напряжение на конденсаторе С1; в результате чего через VD2 проходит ток, потенциал правой обкладки С2 относительно общего провода увеличивается до удвоенного входного напряжения и т.д. Отсюда следует, что чем больше звеньев, тем большее постоянное напряжение (теоретически) можно получить от УН.

Для правильного понимания образования и распределения потенциалов, возникающих на радиоэлементах при работе УН, предположим, что один входной импульс (ВИ) полностью заряжает конденсатор С1 (рис.3) до напряжения +U.

Представим второй положительный импульс, возникающий на верхнем выводе Т1 и поступающий на левую по схеме рис.3 обкладку С1 так же в виде заряженного до напряжения +U конденсатора (Си).

Их совместное соединение (рис.4) примет вид последовательно соединенных конденсаторов. Потенциал на С1 относительно общего провода увеличится до +2U, VD2 откроется, и до +2U зарядится конденсатор С2.

Рис. 4. Схема умножителя напряжения.

При появлении импульса величиной +U на нижнем выводе Т1 и суммировании его аналогичным образом с напряжением +2U на конденсаторе С2, через открывшийся VD3 на C3 появится напряжение +3U и т.д.

Из приводимых рассуждений можно сделать вывод, что величина напряжения относительно «общего» провода (рис.3) только на С1 будет равна амплитудному значению входного напряжения, т.е. +U, на всех же остальных конденсаторах умножителя напряжение будет ступенчато увеличиваться с шагом +2U.

Однако для правильного выбора рабочего напряжения используемых в УН конденсаторов имеет значение не напряжение на них относительно «общего» провода, а напряжение, приложенное к их собственным выводам. Это напряжение только на С1 равно +U, а для всех остальных оно независимо от ступени умножения равно +2U.

Теперь представим окончание времени действия импульса ВИ, как замыкание конденсатора Си (рис.4) перемычкой (S1). Очевидно, что в результате замыкания потенциал на аноде VD2 понизится до величины +U, а к катоду будет приложен потенциал 2U. Диод VD2 окажется закрытым обратным напряжением 2U-U=U.

Отсюда можно сделать вывод, что к каждому диоду УН относительно собственных электродов приложено обратное напряжение, не больше амплитудного значения импульса напряжения питания. Для выходного же напряжения УН все диоды включены последовательно.

Практические схемы УН для КВ и УКВ

Радиолюбителям-коротковолновикам, занимающимся самостоятельным изготовлением радиоаппаратуры, знакома проблема изготовления хорошего силового трансформатора для выходного каскада передатчика или трансивера.

Эту проблему поможет решить схема, показанная на рис.2. Достоинством практической реализации является использование готового, не дефицитного в связи с уходом старой техники, силового трансформатора (СТ) от унифицированного лампового телевизора (УЛТ) второго класса, который можно использовать в качестве силового трансформатора для питания усилителя мощности (УМ) радиостанции 3 категории.

Рекомендуемое техническое решение позволяет получить от СТ все необходимые выходные напряжения для УМ без каких либо доработок. СТ выполнен на сердечнике типа ПЛ, все обмотки конструктивно выполнены симметрично и имеют по половине витков на каждой из двух катушек.

Такой СТ удобен как для получения необходимого анодного напряжения, так и напряжения накала, т.к. допускает использование в качестве выходной в УМ как лампы с 6-вольтовым накалом (типа 6П45С), так и лампы (типа ГУ50) с 12-вольтовым накалом, для чего необходимо только соединить обмотки накала параллельно или последовательно. Применение же удвоителя позволит без затруднений получить напряжение 550…600 В при токе нагрузки порядка 150 мА.

Этот режим оптимален [3] для получения линейной характеристики для лампы ГУ50 при работе на SSB. Соединив обмотки накала последовательно (используемые в ТВ для питания накала ламп и кинескопа) и применив [3] УН по схеме рис.3, можно получить источник отрицательного напряжения смещения для управляющих сеток ламп (порядка минус 55.65 В).

В связи с небольшим током потребления по управляющей сетке, в качестве конденсаторов такого УН можно применить неполярные конденсаторы 0,5 мкФ на 100.200 В.

Эти же обмотки можно использовать и для получения напряжения коммутации режима «прием-передача». При построении выходного каскада с заземленной сеткой управляющая сетка подключается к источнику отрицательного напряжения (УН 55.65 В), катод подключается через дроссель (015 мм, n=24, ПЭВ-1 00,64 мм) к -300 В, а на анод подается +300 В, напряжение возбуждения подается на катод через конденсатор [3].

Можно подключить управляющую сетку непосредственно к -300 В, катод подсоединяется к -300 В через две параллельно соединенных цепочки, каждая из которых состоит из стабилитрона Д815А и 2-ваттного резистора 3,9 Ом [4]. Напряжение возбуждения в этом случае подается на катод через широкополосный трансформатор.

Если выходной каскад УМ выполнен по схеме с общим катодом, то на анод подается +600 В, а на экранную сетку +300 В [6] с точки соединения С1, С2, С3, С4 (выход -300 В соединен с «общим» проводом RXTX), что позволяет избавиться от мощных гасящих резисторов в цепи экранной сетки, на которых бесполезно выделяется большая тепловая мощность. На управляющую сетку подается отрицательное смещение -55.65 В с упомянутого ранее УН.

Для уменьшения уровня пульсаций питающего напряжения в выпрямителе можно также использовать и штатные дроссели (L1, L2, рис.2) фильтра источника питания того же УЛТ типа ДР2ЛМ с индуктивностью первичной обмотки порядка 2 Гн. Намоточные данные СТ и ДР2ЛМ приведены в [5].

Светотехника

Примером использования умножителя напряжения на четыре [1] является схема для бесстартерного запуска ламы дневного света (ЛДС), показанная на рис.5, которая состоит из двух удвоителей напряжения, включенных последовательно по постоянному току и параллельно по переменному.

Рис. 5. Схема умножителя напряжения на четыре для бесстартерного запуска ламы дневного света.

Лампа зажигается без подогрева электродов. Пробой ионизированного промежутка «холодной» ЛДС происходит при достижении напряжения зажигания ЛДС на выходе УН. Поджиг ЛДС происходит практически мгновенно.

Зажженная лампа шунтирует своим низким входным сопротивлением высокое выходное сопротивление УН, конденсаторы которого в связи со своей малой величиной перестают функционировать как источники повышенного напряжения, а диоды начинают работать как обычные вентили.

2-обмоточный дроссель L1 (или два 1 -обмоточных) служит для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Падение напряжения питающей сети примерно равномерно распределяется на балластных конденсаторах С1, С2 и ЛДС, которые включены по переменному току последовательно, что соответствует нормальному рабочему режиму ЛДС.

При использовании в этой схеме ЛДС с диаметром цилиндрической части 36 мм зажигаются без каких-либо проблем, ЛДС с диаметром 26 мм зажигаются хуже, поскольку в связи с особенностями их конструкции напряжение зажигания даже новых ламп без подогрева накала может превышать 1200 В.

Телевидение

Известно, что выходной трансформатор строчной развертки (ТВС) является одним из напряженных узлов в телевизоре (ТВ). Как показывает эволюция развития схемотехники этого узла, с переходом от ламповых ТВ к цветным, в связи с увеличением мощности потребления от источника высокого напряжения (ток потребления черно-белого кинескопа с диагональю 61 см по второму аноду порядка 350 мкА, а цветного — уже 1 мА!), конструкторы ТВ постоянно искали пути повышения его надежности.

Схемотехнические решения получения высокого напряжения для питания второго анода кинескопа, которые использовались во всех моделях ламповых ТВ, имели место лишь в первых модификациях УЛПЦТ, а затем вместо повышающей обмотки ТВС (практически равной по числу витков анодной [5]) стали применять УН, которые по своей электрической прочности, а значит, и надежности значительно превышали аналогичные параметры намоточного узла.

Рис. 6. Схема умножителя напряжения с утроением, из телевизора Юность.

УН практически сразу же начали использовать в отечественных черно-белых переносных ТВ. К примеру, в ТВ «Юность 401» [10] применена схема УН с утроением напряжения, показанная на рис.6.

При реализации практических схем УН имеет значение, с какой точкой схемы УН (1 или 2, рис.3) будет соединен «общий» провод схемы, в которой он будет использоваться, т.е. «фазировка» УН. В этом нетрудно убедиться с помощью осциллографа.

При проведении измерений на ненагруженном УН (рис.3) видно, что на нечетных звеньях величина переменной составляющей почти равна питающему напряжению, а на четных она практически отсутствует.

Поэтому при использовании в реальных конструкциях напряжений только с четных или только с нечетных звеньев умножения этот факт следует учитывать, подключая УН к источнику питания соответствующим образом.

Например, если «общий» провод (рис.3) соединен с точкой 2, то рабочие напряжения снимают с четных звеньев, если с точкой 1 — с нечетных.

При использовании одновременно четных и нечетных звеньев одного УН для получения постоянного напряжения от звена, в котором присутствует переменная составляющая, необходимо (особенно при емкостной нагрузке) между звеном умножителя и нагрузкой включить (рис.7) еще одно звено (диод и конденсатор).

Диод (VDd) в этом случае будет предотвращать замыкание через нагрузку переменной составляющей, а конденсатор (Cdf) выполнять функцию фильтра. Естественно, что конденсатор Cdf должен иметь рабочее напряжение, равное полному постоянному выходному напряжению.

Рис. 7. Включение еще одного звена к умножителю напряжения.

Не следует также забывать и об отрицательном влиянии на надежность работы многозвенных УН утечек, которые всегда имеются в радиоэлементах и материалах при их работе под большими напряжениями, что накладывает определенные ограничения на реально достижимую величину выходного напряжения.

Практический вариант схемотехники УН с умножением на три показан на рис.6; на четыре — на рис.4; на пять — на рис.8, рис.9; на шесть — на рис.10.

Рис. 8. Схема умножителя напряжения с умножением на четыре.

Рис. 9. Схема умножителя напряжения с умножением на пять.

Рис. 10. Схема умножителя напряжения с умножением на шесть.

В данной статье рассмотрена только часть схемотехники УН, применявшейся ранее и используемой в настоящее время в бытовой технике и радиолюбительском конструировании. Некоторые разновидности схемотехники УН, принципы работы которых аналогичны рассмотренным, опубликованы в [9].

В литературе и в общении с радиолюбителями часто приходится встречать путаницу касательно УН в терминах. К примеру, утверждается, что если на УН нанесена маркировка 8.5/25-1,2 или 9/27-1,3, то это утроитель напряжения. По схемотехнике эти УН являются умножителями на пять.

Маркировка несет информацию только о том, что при подаче на вход УН напряжения с амплитудой 8,5 кВ он обеспечивает получение на его выходе среднего значения постоянного (положительного) напряжения 25 кВ (при токе, потребляемом его нагрузкой, порядка 1 мА), т.е. маркировка говорит только о его входных и выходных параметрах.

Для получения высокого напряжения в ТВ используется импульсное напряжение, возникающее во вторичной обмотке ТВС во время обратного хода луча, следующее с частотой 15625 Гц, с длительностью (положительного) импульса около 12 мкс и скважностью около пяти.

При большом коэффициенте умножения значительную величину составляет также падение напряжения в прямом направлении на выпрямительных столбах, каковыми являются выпрямители УН. Например, для столба 5ГЕ600АФ, при работе его в качестве единичного выпрямителя, падение напряжения в прямом направлении составляет 800 В [7]!

Из вышесказанного следует, что элементы УН к тому же служат для питающего импульсного напряжения также и интегрирующей цепью, снижающей относительно входного напряжения величину среднего значения постоянного напряжения (при токе нагрузки 1 мА) до величины приблизительно 5 кВ на одно звено. Именно эти факторы и являются основными, оказывающими влияние на величину выходного напряжения УН, а не примерная арифметика.

Исторически применение в качестве выпрямителей в первых образцах УН для ТВ селеновых диодов было определено достигнутым на тот момент уровнем технологии, их низкой себестоимостью, а также мягкой электрической характеристикой, позволяющей включать последовательно практически неограниченное количество диодов.

Очевидно, что селеновые выпрямители в связи с большим внутренним сопротивлением лучше, чем кремниевые, переносят кратковременные перегрузки. По мере совершенствования технологии изготовления кремниевых диодов в УН ТВ стали применять кремниевые столбы типа КЦ106.

При ремонтах ТВ даже предварительная оценка возможного наличия дефектов в выпрямительных элементах УН авометром невозможна. Физический смысл этого явления заключается в том, что для открывания одного кремниевого диода к нему необходимо приложить в прямом направлении разность потенциалов порядка 0,7 В.

Если, к примеру, вместо столба КЦ106Г использовать эквивалент из отдельно взятых диодов КД105Б (иобр=400 В), то для получения обратного напряжения 10 кВ потребуется цепочка из 25 последовательно включенных диодов, в результате чего необходимое напряжение для их открывания составит 17,5 В, а авометр позволяет приложить только 4,5 В!

Единственное, что можно однозначно констатировать после измерения УН авометром, — при проверке исправного УН стрелка омметра не должна отклоняться при измерении сопротивления между любыми его электродами.

Простое решение для предварительной проверки на работоспособность элементов УН методом вольтметра было предложено в [8]. Суть предложения заключается в использовании для этой цели дополнительного источника (A1) постоянного напряжения (ИПН) 200…300 В и авометра, работающего в режиме вольтметра постоянного тока на пределе 200.300 В. Измерения производят следующим образом.

Авометр включают (рис.11) последовательно с одноименным полюсом ИПН и испытываемым выпрямительным столбом или УН. Алгоритм проверки.

Рис. 11. Схема включения авометра к выпрямительному столбу.

Если при измерении диода в противоположных направлениях показания вольтметра:

  • существенно различаются, то он исправен;
  • равны максимальному напряжению ИПН, то он пробит;
  • малы, то он оборван;
  • промежуточные величины говорят о наличии в нем значительных утечек.

Пригодность элементов испытываемого выпрямителя определяются эмпирически для конкретной марки статистическим методом сравнения с величинами падения напряжений, полученных практически при измерениях в прямом и обратном направлении исправного, аналогичного по марке столба или диода УН.

Радиолюбителям, которые занимаются ремонтом телевизионной техники на дому у заказчика, для предварительной проверки на работоспособность элементов УН методом вольтметра удобнее (исходя из массогабаритных размеров) использовать схему, показанную на рис.12 и предложенную в [12], которая питается через токоограничительные конденсаторы от сети 220 В.

Рис. 12. Схема питания с токоограничительными конденсаторами.

Схема хорошо зарекомендовала себя на практике, а по схемотехнике является выпрямителем с удвоением напряжения. Алгоритм измерений тот же. Эту же схему можно использовать и для устранения некоторых типов межэлектродных замыканий («прострела») в кинескопе.

Довольно часто спрашивают, можно ли вместо УН8.5/25-1,2 устанавливать УН9/27-1,3? Совет один: можно, но осторожно! Все зависит от остроты возникшей проблемы и модификации телевизора. Для сравнения рассмотрим схемы

УН8.5/25-1,2 (рис.8) и УН9/27-1,3 (рис.9). Из схем УН видно, что в принципе прямая замена возможна, а обратная нет, так как они имеют разное количество входящих радиокомпонентов.

Поэтому при установке УН9/27-1,3 в ТВ УЛПЦТ поступают следующим образом: замыкают между собой выводы входа для импульсного напряжения и вывода «V»; провод от ТВС припаивают к соответствующему входу УН9/27; провод со знаком «земля» подсоединяют по кратчайшему расстоянию ко второму контакту ТВС; провод, идущий к варистору фокусировки, подсоединяют к выводу «+F», причем штатный конденсатор фильтра фокусировки С23* (согласно заводской схеме на ТВ) можно отключить, поскольку его функцию может выполнить конденсатор С1 (рис.10), который установлен внутри УН. К выводу «+» подсоединяют высоковольтный провод с «присоской» и ограничительным резистором Rф.

Получившееся в результате такой замены некоторое улучшение качества изображения на экране ТВ говорит совсем не о том, что это результат замены!

Причина заключается прежде всего в том, что в УН9/27-1,3 в качестве вентилей использованы кремниевые столбы типа КЦ106Г, падение напряжения на которых в прямом направлении (как упоминалось ранее) существенно меньше, чем на столбах типа 5ГЕ600АФ, которые входят в состав УН 8.5/25-1,2.

Именно на величину этой разницы и возрастает напряжение на выходе УН, а значит, и на втором аноде кинескопа, что и наблюдается визуально как увеличение яркости!

Кроме того, в ТВ УЛПЦТ при установке УН9/27-1,3 необходимо заменить штатную «присоску» с установленным внутри нее высоковольтным резистором 4,7 кОм Rф) «присоской» от ТВ 3УЦСТ с резистором 100 кОм. Rф выполняет три функции: является частью звена сглаживающего RC-фильтра для цепи высокого напряжения, образованного им и емкостью ак-вадага кинескопа Са (рис.9, 10), а также защитным резистором по постоянному току, ограничивающим его величину в цепи УН при случайных кратковременных межэлектродных пробоях внутри кинескопа (что в старых кинескопах происходит весьма часто и непредсказуемо).

Он же является и «сгорающим предохранителем», защищающим ТВС при пробое диодов УН, когда переменное напряжение, поступающее от ТВС, практически замыкается на корпус через Са, величина реактивного сопротивления которой для токов строчной частоты достаточно мала.

Поэтому следует иметь в виду, что значительно меньшая величина суммарного внутреннего сопротивления УН9/27-1,3 при малой величине (или отсутствии по тем или иным причинам) Rф в случаях замены УН нежелательна, поскольку может привести при появлении вышеуказанных неисправностей как к выходу из строя ТВС, так и к возгоранию самого ТВ.

Практические рекомендации по «ремонту» УН8/25-1,2 описаны в [8]. Суть «ремонта» заключается в высверливании с помощью сверла диаметром 6 мм вышедшего из строя VD1 (рис.9) и замену его диодом, расположенным снаружи Ун.

Из неработоспособных в ТВ УН при определенном навыке и аккуратности можно «добыть» (если повезет) высоковольтные конденсаторы, которые могут еще послужить для срочного ремонта ТВ модификаций УЛПЦТИ или УПИМЦТ или для экспериментов с другими конструкциями.

Для этого вначале аккуратно разбивают молотком корпус УН и освобождают от компаунда корпуса конденсаторов, а затем отделяют последовательным откалыванием с помощью боко-резов их выводы от взаимных соединений и остатков компаунда. Практические разборки трех экземпляров каждой марки УН показали, что в УН8/25-1,2 конденсаторы имеют на корпусе маркировку К73-13 2200×10 кВ.

В УН9/27-1,3 (рис.10), который по сравнению с УН8/25-1,2 имеет большее число элементов, но меньшие габаритные размеры, использованы конденсаторы (судя по технологии изготовления и материалу, из которого они изготовлены) того же типа (маркировка на корпусах не нанесена), которые конструктивно выполнены в виде трехвыводной (диаметром 16 мм) сборки (С2, С4 — рис.10) из конденсаторов емкостью по 1000 пФ, и четырехвыводной (С1, С3, С5 — рис.10) сборки диаметром 18 мм. Причем С1 имеет емкость 2200 пФ, а С3, С5 — по 1000 пФ. Обе сборки имеют длину 40 мм.

Медицина

Одним из «экзотических» примеров применения УН в медицинской аппаратуре является его использование в конструкции электроэффлювиальной люстры (ЭЛ), которая предназначена для получения потока отрицательных ионов, оказывающих благоприятное воздействие на дыхательные пути человека.

Для получения высокого отрицательного потенциала для излучающей части генератора аэроионов использован УН с отрицательным выходным напряжением. Из-за достаточно большого объема [2, 11] вспомогательной информации рекомендации по конструкции и применению ЭЛ выходят за рамки настоящей статьи, поэтому ЭЛ упомянута только информативно.

Детали к схемам

Спецификация к рисункам:

  • к рис.2: С1-С4 — К50-20;
  • к рис.6: С1-С2 — КВИ-2;
  • к рис.7: С1, С2 — МБГЧ; С3-С5 — КСО-2;
  • к рис.10: С1-С6 — К15-4;
  • к рис.12: С1, С2 — К42У-2, С3, С4 -К50-20.

С.А. Елкин, г. Житомир, Украина. Электрик-2004-08.

Литература:

  1. Елкин С.А. Бесстартерный запуск ламп дневного света//Э-2000-7.
  2. Иванов Б. С Электроника в самоделках. М.: ДОСААФ, 1981.
  3. Казанский И.В. Усилитель мощности КВ радиостанции//В помощь радиолюбителю. — Выпуск 44. — М.: ДОСААФ, 1974.
  4. Костюк А. Усилитель мощности для СВ радиостанции//Радиолюбитель. -1998. — №4. — С.37.
  5. Кузинец Л.М. и др. Телевизионные приемники и антенны: Справ. — М.: Связь, 1974.
  6. Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.: Патриот, 1990.
  7. Пляц О.М. Справочник по электровакуумным, полупроводниковым приборам и интегральным микросхемам. -Минск: Высшая школа, 1976.
  8. Сотников С. Неисправности умножителя напряжения и цепей фокусиров-ки//Радио. — 1983. — №10. — С.37.
  9. Садченкова Д Умножители напря-жения//Радіоаматор. — 2000. — №12. -С.35.
  10. Фоменков А.П. Радиолюбителю о транзисторных телевизорах. — М.: ДОСААФ, 1978.
  11. Штань А.Ю, Штань Ю.А. О некоторых особенностях применения ионизаторов воздуха//Радіоаматор. — 2001. — №1. — С.24.
  12. 12. Ященко О. Устройство для проверки и восстановления кинескопов//Радио. — 1991. — №7. — С.43.

Электрик-2004-09.

Умножители напряжения

Назначение умножителей напряжения, структура и нагрузочная способность

Умножители напряжения по структуре представляют собой специализированные выпрямители, обеспечивающие повышение выходного напряжения в целое число раз. Отсюда и название – умножители напряжения. [Диссертация — Хречков, Николай Григорьевич «Динамические характеристики умножителей напряжения высоковольтных электротехнических систем», 2006 г.]. Традиционным является применение умножителей напряжения в высоковольтных источниках питания, что позволяет существенно уменьшить их массогабаритные показатели. Дело в том, что использование в высоковольтных источниках выпрямителей (однополупериодного, с общей точкой, мостового) в источниках высокого напряжения оправдано только в случае, когда требуется высокая мощность источника, поскольку при использовании выпрямителя необходимо и использовать трансформатор, рассчитанный на напряжение, равное выходному. Разработка и создание трансформаторов с высоким выходным напряжением (более 15-20 кВ) является сложной технической задачей (секционирование обмоток, межслоевая изоляция, заливка компаундом и т.д.) кроме этого трансформаторы такого класса имеют большие габариты и стоимость. Использование умножителя напряжения позволяет снизить требования к выходному напряжению трансформатора и существенно упростить его конструктив. Таким образом, умножитель напряжения является одним из базовых элементов высоковольтного преобразователя.

На вход умножителей напряжения подается переменное напряжение, на выходе получаем умноженное постоянное. Любой умножитель содержит в себе два типа элементов – конденсаторы и диоды. По структуре электрической схемы умножители делятся на несимметричные и симметричные. Отличие заключается в том, что в симметричных схемах ток, потребляемый от источника переменного напряжения, одинаков по форме в течение обоих полупериодов, а в несимметричных схемах формы импульсов тока при отрицательном и положительном полупериодах различны. Это может вызвать «вылет» рабочего режима магнитопровода в область насыщения. Кроме этого частота пульсаций в симметричных умножителях напряжения в два раза меньше по сравнению с несимметричными, что обеспечивает их лучшую нагрузочную способность. Поэтому при большой выходной мощности высоковольтного источника целесообразно применять симметричные умножители. При этом важно понимать, что симметричный умножитель состоит из двух несимметричных.

Подробный аналитический расчет режимов работы умножителей напряжения представлен в [Диссертация — Хречков Николай Григорьевич «Динамические характеристики умножителей напряжения высоковольтных электро-технических систем», 2006 г.].

Факторы, влияющие на нагрузочную способность умножителя напряжения:

Структура схемы определяет нагрузочную способность умножителя, симметричные схемы умножения напряжения имеют несколько большую нагрузочную способность по сравнению с несимметричными.

Частота напряжения на входе умножителя. Нагрузочная способность прямо пропорциональна частоте, с ограничениями по верхней её величине накладываемым паразитными элементами схемы – емкостями диодов, индуктивностями проводников схемы и обкладок конденсаторов. Кроме этого, конденсаторы имеют некоторую пороговую частоту, выше которой снижается максимально допустимая величина напряжения.

Величина емкости входящих в его состав конденсаторов. Нагрузочная способность прямо пропорциональна емкости конденсаторов в звеньях умножителя.

Число звеньев умножителя. Нагрузочная способность обратно пропорциональна числу звеньев умножителя.

Форма напряжения в теории может быть любой, однако максимальная нагрузочная способность при прочих равных факторах достигается, при напряжении, имеющем форму разнополярных прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды.

Ниже представлены типовые схемы умножителей напряжения различных типов.

Несимметричный умножитель напряжения (Villard cascade)

Рисунок MULT.1 — Электрическая схема несимметричного умножителя напряжения

Принцип работы: В течение отрицательного полупериода конденсатор C1 заряжается от источника переменного напряжения до амплитудного значения; в течение положительной полуволны к конденсатору C2 прикладывается суммарное напряжение источника питания и конденсатора C2 и за нескольких периодов он заряжается до удвоенного напряжения. Аналогично ступенчато происходит заряд последующих конденсаторов: заряд конденсатора C3 происходит, начиная со второго отрицательного периода, конденсатора C4 – начиная со второго положительного и так далее. Так, за несколько периодов умножитель выходит на квазистационарный режим и суммарное выходное напряжение на каждом из конденсаторов, кроме первого равно удвоенному амплитудному значению источника. Максимальное обратное напряжение на диодах также равно удвоенному амплитудному значению.

Особенности: универсальность, низкая нагрузочная способность. Эффективность резко снижается с увеличением числа звеньев умножителя. Общая «земля».

Величина пульсаций на выходе умножителя ∆V для синусоидальной формы выходного напряжения определяется по формуле [E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel. High Voltage Engineering Fundamentals (Second Edition). Newnes. 2000. 539 p.; http://www.kronjaeger.com/hv/hv/src/mul/ ]:

при C1=C2=C3 =… Cn;

при 0.5 C1=C2=C3 =… Cn (то есть при удвоенном значении емкости C1 относительно остальных).

где n – число звеньев умножителя.

Симметричный умножитель напряжения (Double Villard cascade)

Данный симметричный умножитель напряжения фактически представляет собой два соединенных несимметричных умножителя с различными полярностями напряжения относительно общей точки.

Рисунок MULT.2 Электрическая схема симметричного умножителя напряжения (последовательный тип)

Принцип работы: аналогичен принципу работы несимметричного умножителя напряжения (Villard cascade).

Особенности: универсальность, низкая нагрузочная способность. Эффективность резко снижается с увеличением числа звеньев умножителя. Общая «земля». Возможность реализации двух полярностей напряжения относительно общей точки. Различные варианты подключения источника питающего переменного напряжения к умножителю (рисунок MULT.2). Преимуществом схемы является одинаковое падение напряжения на конденсаторах, что позволяет использовать конденсаторы одного типа (рассчитанных на одинаковое напряжение).

Величина пульсаций на выходе умножителя ΔV рассчитывается по выше приведенным соотношениям, умноженным на два (поскольку фактически умножителей в структуре схемы два).

Симметричный умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда

Рисунок MULT.3 — Электрическая схема симметричного умножителя напряжения Шенкеля – Вилларда (параллельный тип)

Принцип работы: в течение первого положительного полупериода происходит заряд емкостей С1, С3, … Сn (нечетные) до напряжения питания, во время последующей отрицательной полуволны заряжаются емкости С2, С4, … С(n-1) (четные) заряжаются до напряжения питания через четные емкости уменьшая их напряжение практически до нуля. В течение следующего положительного периода заряд каждого нечетного конденсатора происходит удвоенным напряжением последовательного соединения источника питания и четного конденсатора умножителя. При этом нечетные конденсаторы заряжаются до напряжения большего амплитудного. В процессе работы происходит ступенчатый рост напряжения на конденсаторах умножителя начиная с Сn.

Особенности: симметричная схема, превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене. Общая «земля».

Гибридный умножитель напряжения последовательно-параллельного типа

Рисунок MULT.4 — Электрическая схема симметричного умножителя напряженияумножитель напряжения последовательно-параллельного типа

Принцип работы: в течение первого положительного полупериода происходит заряд емкостей последовательного столба С2, С4, … Сn (четные) главным образом через емкость С1 заряжающейся в течение первого положительного полупериода противоположно. В течение следующего отрицательного полупериода происходит заряд нечетных емкостей С1, С3, … С(n-1) до уровней напряжений превышающих амплитудное, поскольку к ним прикладывается суммарное напряжение источника питания и емкостей последовательного столба С2, С4, соединенных последовательно. При этом С(n-1) емкость имеет максимальное напряжение, поскольку к ней прикладывается напряжение полного столба и источника питания, а «нижние» емкости заряжаются до меньшего напряжения поскольку к ним прикладывается напряжение только части последовательного столба. В этот полупериод емкости последовательного столба несколько разряжаются.

В течение следующего положительного периода емкости последовательного столба С2, С4 заряжаются до большего чем в предыдущем положительном полупериоде уровня напряжения, так как к ним прикладывается суммарное напряжение источник питания и напряжений на емкостях С1, С3, … С(n-1). Так в процессе работы происходит ступенчатый рост напряжения на конденсаторах и соответствующее увеличение выходного напряжения.

Особенности: гибридная схема, обеспечивающая высокую нагрузочную способность симметричных схем. Преимуществом схемы является возможность использования в правом ёмкостном «столбе» одинаковых (рассчитанных на одинаковое напряжение) конденсаторов большой емкости качестве накопительно-фильтрующих элементов и применение конденсаторов меньшей емкости в левой части схемы, но рассчитанных на существенно большее напряжение (по причине ступенчатого увеличения напряжения на каждом звене). Общая «земля».

Симметричный умножитель на основе диодных мостов

Рисунок MULT.5 — Электрическая схема симметричного умножителя напряжения на основе диодных мостов

Принцип работы: в целом аналогичен принципу работы симметричного умножителя напряжения Шенкеля – Вилларда.

Особенности: хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов.

Симметричный двухполупериодный умножитель Кокрофта-Уолтона

Рисунок MULT.6 — Электрическая схема симметричного умножителя напряженияКокрофта-Уолтона

Особенности: хорошая нагрузочная способность. Схема широко используется высоковольтных источниках питания для физических экспериментов.

Величина пульсаций на выходе умножителя для синусоидальной формы выходного напряжения определяется по формуле [А.А. Ровдо Полупроводниковые диоды и схемы с диодами. Лайт Лтд. 2000. 286 с.]:

при C1=C2=C3 =… Cn;

Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Рисунок MULT.7 — Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Фактически схема является удвоенным однополупериодным выпрямителем напряжения, верхнее плечо которого выпрямляет положительную полуволну, нижнее – отрицательную.

Принцип работы: в течение положительного полупериода через диод VD1 заряжается конденсатор C1, в течение отрицательного полупериода через диод VD2 заряжается конденсатор C2. К нагрузке прикладывается удвоенное напряжение.

Особенности: хорошая нагрузочная способность. Симметричная схема. Классика.

Примеры схемотехнических реализаций умножителей напряжения

Далее представлены несколько частных случаев умножителей напряжения.

Утроители напряжения

Рисунок MULT.8 — Частный случай несимметричного умножителя напряжения с числом ступеней равным 3

Рисунок MULT.9 — Частный случай симметричного умножителя напряжения Шенкеля – Вилларда с числом ступеней равным 3.

Умножители на 4

Рисунок MULT.10 — Частный случай гибридного умножителя напряжения с числом звеньев равным 4.

Рисунок MULT.11 — Частный случай симметричного умножителя напряжения Шенкеля – Вилларда с числом ступеней равным 4.

Умножитель на 6

Рисунок MULT.12 — Частный случай симметричного умножителя напряжения с различным числом ступеней (см. рисунок MULT.2 симметричного умножителя) и однополярным включением относительно общей точки.

Умножитель на 8

Рисунок MULT.13 — Частный случай симметричного умножителя напряжения (см. рисунок MULT.2 симметричного умножителя) и однополярным включением относительно общей точки.

Требования к диодам и конденсаторам умножителей напряжения

Основные требования, предъявляемые к диодам, используемым в схемах умножителей:

– максимально допустимая величина обратного напряжения диода должна с запасом (как минимум на 20 %) превышать рабочее напряжение в схеме;

— быстрое восстановление изолирующих свойств при смене полярности напряжения. С этой целью рекомендуется использование диодов класса Ultra-Fast с временем обратного восстановления порядка 10-50 нс;

— малая паразитная емкость. В связи с этим не является целесообразным использование диодов с большим запасом по току, т.к. у них большая емкость.

Как правило, средние значения тока протекающего через диоды умножителей напряжения не превышает сотен миллиампер, поэтому в умножителях напряжениях используются диоды, рассчитанные на малый ток и большое напряжение (таблица MULT.1). При необходимости обеспечения большего значения обратного напряжения допустимо использование последовательного соединения диодов, но при этом необходимо, чтобы диоды были одинакового типа и желательно одной партии.

Таблица MULT.1 — Основные характеристики быстродействующих диодов

Марка диода

Корпус

Максимальное обратное напряжение, В

Средний ток, А

Время обратного восстановления, нс

Общая емкость, пФ

UF4007

DO-41

1000

1,0

75

17

HER108

DO-41

1000

1,0

75

15

HER158

DO-15

1000

1,5

75

25

SF16

DO-41

600

1,0

35

10

HFA04TB60

TO-220AC

600

4,0

28

4

HFA06TB120

TO-220AC

1200

6,0

26

9

BYV26E

SOD-57

1000

1,0

75

25

MUR1100E

CASE 59−10

1000

1,0

75

<15

AU1PM

DO-220AA (SMP)

1000

1,0

75

7,5

SEOM

SMA

1000

1,5

100

50

SE3M

SMC

1000

3,0

100

50

STTh212

SMA

1200

1,0

75

ES1K

SMA

800

1,0

35

10

US1M

SMA

1000

1,0

75

10

Таблица MULT.2 — Основные характеристики высоковольтных диодов

Марка диода

Корпус

Максимальное обратное напряжение, В

Средний ток (импульсный ток), А

Время обратного восстановления, нс

Общая емкость, пФ

2CL69

D3ммх8мм

4000

0,005 (0,5)

100

1

2CL70

D3ммх8мм

6000

0,005 (0,5)

100

1

2CL71

D3ммх8мм

8000

0,005 (0,5)

100

1

2CL72

D3ммх10мм

10000

0,005 (0,5)

100

1

2CL73

D3ммх10мм

12000

0,005 (0,5)

100

1

2CL74

D3ммх10мм

14000

0,005 (0,5)

100

1

2CL75

D3ммх20мм

16000

0,005 (0,5)

100

1

2CL76

D3ммх20мм

18000

0,005 (0,5)

100

1

2CL77

D3ммх20мм

20000

0,005 (0,5)

100

1

UX-FOB

7ммх7ммх22мм

8000

0,5 (20)

40

Основные требования, предъявляемые к конденсаторам, используемым в схемах умножителей:

– максимально допустимая величина напряжения заряда конденсатора должна с запасом (как минимум на 20 %) превышать рабочее напряжение в схеме. При этом необходимо учитывать уменьшение амплитуды максимально допустимого напряжения на конденсаторе с ростом частоты. Эти данные приводятся в справочных листах (datasheet) фирмами-производителями.

– при высокой частоте входного напряжения (более 500 Гц) необходимо использовать неполярные конденсаторы;

– среди неполярных конденсаторов рекомендуется использовать керамические конденсаторы с диэлектриками, имеющими минимальные потери — NPO, X7R, X5R или пленочные полистирольные и полипропиленовые;

– с целью уменьшения потерь целесообразно использовать типы конденсаторов, имеющие малое сопротивление утечки;

— предпочтительнее использовать конденсаторы с конструкцией обеспечивающей минимальную паразитную индуктивность — дисковые и многослойные.

Для построения умножителей высоковольтных источников питания можно использовать высоковольтные дисковые конденсаторы фирмы Murata [Ссылка]. Ниже представлены сводные таблицы о характеристиках высоковольтных конденсаторов фирмы Murata.

Таблица MULT.3. Характеристики высоковольтных дисковых конденсаторов фирмы Murata

Марка конденсатора

Свойства

Максимальное напряжение, В

Общая емкость, пФ

Размер

Диапазон рабочих температур

Диаметр, мм

Толщина, мм

DEH – серия

Керамические, малый нагрев

500

330-4700

6-14

4

-25 +125

1000

220-4700

7-17

4,5

2000

220-4700

7-21

5

3150

150-2700

7-19

6

DEA – серия

Керамический,

малый нагрев

1000

10-560

4,5-12

4

-25 +125

2000

10-560

4,5-15

5

3150

10-390

5-16

6

DEB – серия

Керамический,

Малый размер при большой емкости

1000

100-10000

4,5-15

4

-25 +85

2000

100-10000

4,5-16

5

3150

100-4700

5-15

6

DEC — серия

Керамический,

Предназначены для схем умножителей и эл. балластов

6300

10-2200

7-15

7,5-10

-25 +85

Выпрямитель. Умножитель. Преобразование переменного тока в постоянный. | Афанасий Скобелевский

Наши жилища по электрической сети снабжаются переменным током.

Я расскажу о нескольких способах выпрямления электрического тока и о схемах, применяемых для этого.

Вспомним, что это такое — переменный ток.

Переменный ток.

Переменный ток.

Это ток, меняющийся не только по величине, но и по направлению, поэтому, одно из направлений переменного тока в цепи условно считают положительным, а другое, противоположное ему, условно отрицательным, а знак его определяется тем, в каком направлении в данный момент протекает ток в цепи — в положительном или отрицательном направлении.

Мгновенным значением переменного тока называется величина переменного тока, соответствующая данному моменту времени.

Амплитудой переменного тока называется максимальное мгновенное значение тока, которого он достигает в процессе своего изменения.

График тока.

График тока.

График зависимости переменного тока от времени называется развёрнутой диаграммой переменного тока.

Среднее значение тока.

Среднее значение тока.

Если сложить все положительные и отрицательные мгновенные значения переменного синусоидального тока за период, то их сумма будет равна нулю. Но тогда и среднее значение этого тока за период также равно нулю:

Среднее значение синусоидального тока за период не может служить для измерения этого тока.

Поэтому, чтобы судить о величине переменного синусоидального тока, переменный ток сравнивают с постоянным током по их тепловому действию.

Действующее значение тока.

Действующее значение тока.

Действующее значение переменного синусоидального тока численно равно значению такого постоянного тока, при котором в одинаковом сопротивлении за одинаковый отрезок времени ими выделяется одинаковое количество тепла.

Экспериментально получено и теоретически подтверждено, что действующее значение переменного синусоидального тока в 1,4 раза меньше амплитуды этого тока.

Амперметр электромагнитной системы, включенный в цепь переменного синусоидального тока, показывает действующее значение тока.

Выпрямитель.

Выпрямитель.

Большинство наших портативных устройств питаются постоянным током. А получают его «выпрямив» тем или иным способом переменный ток.

Вот именно о способах выпрямления электрического тока я и расскажу в этой статье.

Схемы выпрямления тока.

Схемы выпрямления тока.

Выпрямитель электрического тока – это устройство, предназначенное для преобразования входного электрического переменного тока в ток постоянного направления (то есть однонаправленный ток). Большинство выпрямителей создаёт пульсирующий ток, а для сглаживания пульсаций применяют фильтры.

Существует несколько схематических решений выпрямителей:

Однополупериодный выпрямитель (четвертьмост).

Однополупериодный выпрямитель (четвертьмост).

Простейшая схема однополупериодного выпрямителя состоит только из одного выпрямляющего ток диода. На выходе — пульсирующий постоянный ток. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через диод на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды диод закрыт, и на нём происходит всё падение напряжения, а напряжение на нагрузке — равно нулю. Значение действующего напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя будет в √2 раз меньше подведенного действующего, а потребляемая нагрузкой мощность в 2 раза меньше.

Полумост. Схема Гренашера.

Полумост. Схема Гренашера.

Конденсатор C1 заряжается до амплитуды входного напряжения во время отрицательного полупериода входного переменного напряжения. Его правый вывод соединен с общим проводом через открытый диод D1. Его левый вывод заряжается отрицательным пиком входного переменного напряжения.

Во время положительного полупериода начинает работать однополупериодный выпрямитель на диоде D2. Диод D1 закрыт. Конденсатор С1 теперь последовательно соединен с источником напряжения. Полярности источника напряжения и конденсатора C1 направлены в одну сторону и — складываются. Таким образом, выпрямитель D2 видит суммарное напряжение на пике синусоиды, от источника напряжения плюс от конденсатора C1. D2 проводит сигнал, заряжая конденсатор C2 до пика синусоиды, смещенной на напряжение на конденсаторе С1, то есть, до удвоенного уровня источника напряжения.

Диоды должны выдерживать обратное трехкратное напряжение от выходного напряжения. Емкость С2 в 2 раза больше емкости С1.

Схема Латура — Делона.

Схема Латура — Делона.

На двух диодах и двух конденсаторах, известна так же, как «схема с удвоением напряжения» или «удвоитель Латура — Делона — Гренашера». При положительной полуволне входного напряжения работает выпрямитель на диоде D1, заряжая конденсатор C1, а при отрицательной полуволне — выпрямитель на диоде D2, заряжающий конденсатор C2. В результате и C1, и C2 заряжаются до уровня входного напряжения, а при их последовательном включении суммарное напряжение равно удвоенному входному. Отличие схемы от предыдущей, в пониженном выходном сопротивлении. Однако выходные конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение в 1.5 раза выше, чем напряжение на выходе!

Полный мост (схема Гретца).

Полный мост (схема Гретца).

Выпрямитель на четырёх диодах, известный так же, как «двухполупериодный», изобретён немецким физиком Лео Гретцем. Среднее напряжение вдвое больше, чем в четвертьмостовом. Частота пульсаций равна удвоенной частоте сети.

Двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель.

При построении двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим ёмкостным фильтром – с конденсатором, нужно помнить, что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,4 раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, при отсутствии нагрузки, будет всегда равно амплитудному — то есть, в 1,4 раза БОЛЬШЕ!

В мостовой схеме ток нагрузки протекает через два последовательно соединённых диода, в однополупериодной — через один.

Два четвертьмоста параллельно («двухполупериодный со средней точкой»).

Два четвертьмоста параллельно («двухполупериодный со средней точкой»).

В 1901 году профессор Владимир Фёдорович Миткевич предложил выпрямитель «два четвертьмоста параллельно», известный так же, как «двухполупериодный со средней точкой». В этом выпрямителе две противофазных обмотки создают двухфазный переменный ток со сдвигом между фазами 180 градусов. Двухфазный переменный ток выпрямляется двумя однополупериодными четвертьмостовыми выпрямителями, включенными параллельно и работающими на одну общую нагрузку. Во время одного полупериода ток в нагрузку проходит с одной половины вторичной обмотки через один диод, в другом полупериоде — с другой половины обмотки, через другой диод. Частота пульсаций равна удвоенной частоте.

Позволяет применять диоды со средним током почти вдвое меньшим, чем в однофазном полномостовом. Выпрямитель применялся, тогда, когда медь была дешевле диодов.

Выпрямители с умножением напряжения.

Выпрямители с умножением напряжения.

Выпрямители с умножением напряжения применяются в тех случаях, когда по каким-то причинам входное переменное напряжение должно быть ниже, чем выходное постоянное.

Выпрямитель Вилларда.

Выпрямитель Вилларда.

В 1901 году Поль Ульрих Виллард (Paul Ulrich Villard) предложил схему выпрямителя, которая состоит из конденсатора, включенного последовательно с обмоткой трансформатора и диода, включенного параллельно нагрузке. Во время отрицательного полупериода ток течёт по цепи: «источник переменного тока — конденсатор — диод», конденсатор заряжается. Во время положительного полупериода – диод закрыт и заряженный конденсатор включается последовательно с трансформатором, напряжения на них складываются.

Выпрямитель Грайнахера.

Выпрямитель Грайнахера.

Схема этого выпрямителя предложена в 1914 году швейцарским физиком Генрихом Грайнахером. Этот выпрямитель имеет 2 диода. Принцип действия тот же, что и у выпрямителя Вилларда. Такая схема часто используется в качестве амплитудного детектора в радиоприёмниках.

Мостовой удвоитель напряжения Делона.

Мостовой удвоитель напряжения Делона.

Мостовой удвоитель напряжения Делона напоминает мост Гретца, но в отличие от него в одном из плеч моста вместо диодов установлены конденсаторы. За счёт этого во время каждой полуволны во входную цепь подключается то один, то другой конденсатор, а напряжение на выходе выпрямителя складывается из напряжений на двух конденсаторах.

Умножитель Кокрофта — Уолтона (умножитель Грайнахера).

Умножитель Кокрофта — Уолтона (умножитель Грайнахера).

Умножитель Кокрофта — Уолтона позволяет увеличивать выходное напряжение в несколько раз. Применяется в схемах, где необходимо получать очень высокое напряжение.

Схема умножителя была разработана в 1919 году швейцарским физиком Генрихом Грайнахером. Поэтому, каскадный умножитель данного типа иногда называют умножителем Грайнахера. А в 1932 году английским физиком Джоном Кокрофтом и ирландским физиком Эрнстом Уолтоном по этой схеме был построен умножитель с целью использования в качестве высоковольтного источника напряжения в ускорителе заряженных частиц, для искусственного расщепления атомных ядер, поэтому этот умножитель напряжения называют так-же и генератором Кокрофта — Уолтона.

Напряжение на выходе этого умножителя равно напряжению на входе, умноженном на количество каскадов. Такой умножитель напряжения применяется в устройствах небольшой мощности, нетребовательных к качеству питания. Несмотря на свои недостатки и ограничения, этот умножитель напряжения стал такой же классикой в электронной схемотехнике — для получения высокого постоянного напряжения, как и диодный мост — двухполупериодный выпрямитель для получения постоянного тока из переменного.

Видео о выпрямителях и умножителях напряжения Вы можете посмотреть на моём канале YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=jsDWAMFpK2A& Приятного просмотра!

А о практическом применении этих схем я расскажу в следующий раз!

Выпрямитель. Умножитель. Преобразование переменного тока в постоянный.

Выпрямитель. Умножитель. Преобразование переменного тока в постоянный.

Умножитель из диодных мостов — Мастер Фломастер

Существуют недостатки умножителей напряжения перед обычными выпрямителями:

· более высокий уровень пульсаций;

· обычно большее внутреннее сопротивление, сильно зависящее от ёмкости применённых в них конденсаторов.

Эти особенности определили сферу применения умножителей напряжения — чаще всего в устройствах небольшой мощности, нетребовательных к качеству питания.

Рис. 3.4-16. Схема несимметричного удвоителя напряжения (а) и временные диаграммы, поясняющие его работу (б)

Еще одна схема удвоителя напряжения, составленная из двух однофазных однополупериодных выпрямителей с емкостным фильтром, дана на рис. 3.4-17. Ее называютсимметричным удвоителем напряжения (или схемой Латура). Входящие в схему выпрямители по входу включены параллельно, а по выходу последовательно.

Рис. 3.4-17. Симметричный удвоитель напряжения (схема Латура)

При положительной полуволне входного напряжения работает выпрямитель на диоде VD1, заряжая конденсатор C1, а при отрицательной полуволне — выпрямитель на диоде VD2, заряжающий конденсатор C2. В результате и C1, и C2 заряжаются до уровня входного напряжения, а при их последовательном включении суммарное напряжение равно удвоенному входному.

Основное преимущество схемы Латура перед несимметричным удвоителем напряжения (рис. 3.4-16) состоит в том, что рабочее напряжение обоих конденсаторов составляет Uвх max.

Коэффициент умножения подобных схем можно увеличивать, наращивая количество звеньев умножения.

Умножитель из диодных мостов

Особенности: 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 из старых деталей

В настоящее время многие популярные радиолюбительские устройства содержат в своем составе умножитель напряжения, преобразующий напряжение электрической сети 220 В в высокое напряжение 2000. 4000 В. 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. В этом случае для изготовления умножителя напряжения можно использовать старые радиодетали, имеющие высокое рабочее напряжение — 600, 1000, 2000 В, но и большие габариты. Это могут быть старые конденсаторы типа МБГ, старые высоковольтные диодные столбы типа D1004-D1010 и им подобные радиодетали прошлого века, которые сейчас не используют в современной технике и продают на радиорынках по низким ценам. Стоимость устройств, выполненных с применением старых радиодеталей, тоже будет невысокой.

В простых умножителях высокого напряжения начальное напряжение для последующего умножения берется прямо из электрической сети 220 В. Однако в случае использования высоковольтных деталей для построения умножителей напряжения целесообразно использовать начальное напряжение умножения не из бытовой электрической сети, а повышенное в несколько раз, во столько, сколько смогут выдержать используемые высоковольтные детали. Использование повышенного входного напряжения на входе умножителя позволит сократить количество каскадов умножения и тем самым уменьшит количество используемых деталей для построения умножителя напряжения.

В простых умножителях высокого напряжения начальное напряжение для последующего умножения берется прямо из электрической сети 220 В. Однако в случае использования высоковольтных деталей для построения умножителей напряжения целесообразно использовать начальное напряжение умножения не из бытовой электрической сети, а повышенное в несколько раз, во столько, сколько смогут выдержать используемые высоковольтные детали. Использование повышенного входного напряжения на входе умножителя позволит сократить количество каскадов умножения и тем самым уменьшит количество используемых деталей для построения умножителя напряжения.

Наиболее просто первоначально «умножить» напряжение сети можно, используя резонансный метод, как это показано на рис.1. Как видно из этого рисунка, резонансный умножитель напряжения представляет собой последовательный контур, имеющий резонанс в области частот 50 Гц. Следовательно, на элементах этого контура, на катушке или конденсаторе, будет повышенное напряжение. Оно будет тем выше, чем резонанс цепи будет ближе к частоте 50 Гц, которая используется в электрической сети. Однако необходимо избегать равенства частот резонанса сети и контура, так как в этом случае на элементах контура L1 и С1 будет чрезвычайно высокое напряжение, которое может привести к выходу этих элементов из строя.

В качестве катушки индуктивности L1 используют дроссель фильтра лампового телевизора или приемника. Дроссели фильтра сейчас практически нигде не применяют, и их стоимость на рынках низка. Вполне можно использовать в качестве L1 первичную обмотку малогабаритного сетевого трансформатора или анодную обмотку старого «звукового» трансформатора от лампового приемника или телевизора, или первичную обмотку ТВК. Емкость конденсатора С1 зависит от величины индуктивности L1 и желаемого первоначального напряжения на входе умножителя напряжения. Емкость конденсатора целесообразно подбирать экспериментально, начиная с небольших значений, например с 0,1 мкФ. Резонансную частоту контура необходимо установить выше частоты электрической сети 50 Гц. Это скажется благоприятно на условиях работы катушки L1. Для большинства дросселей фильтра, используемых в старой аппаратуре для получения резонансного напряжения в пределах 600. 1000 В, емкость конденсатора С1 может находиться в пределах 0,25. 2 мкФ. Конденсатор С1 должен иметь как можно большее рабочее напряжение, во всяком случае оно должно быть не менее, чем напряжение, существующее на конденсаторе во время резонанса.

Наибольшее напряжение будет на одном из элементов цепи, показанной на рис.1, причем на том элементе, который имеет более высокое сопротивление переменному току 50 Гц. В нашем случае, когда резонансная частота контура выше частоты сети, это будет конденсатор. На конденсаторе будет более высокое напряжение, чем на катушке индуктивности -это важное условие для надежной и долговременной работы этого элемента.

Как уже отмечалось, вполне реально получение напряжения на конденсаторе С1 в пределах 600. 1000 В. Это позволит в схеме из [1] использовать не учетвери-тель, а удвоитель напряжения. Простой удвоитель напряжения показан на рис.2. В схеме из [2] вместо умножения сетевого напряжения на 8 можно использовать утроение напряжения, существующего на конденсаторе С1 (см рис.1). Простой ут-роитель напряжения показан на рис.З. В некоторых случаях целесообразно использовать схему учетверения напряжения, которая показана на рис.4. Естественно, при конструировании подобных умножителей нельзя забывать, что они должны быть подключены к источнику высокого напряжения через токоограничивающие резисторы сопротивлением не менее 1 МОм. Это условие необходимо соблюдать для безопасности работы с высоковольтными источниками напряжения.

Но не всегда умножение напряжения сети на элементах резонансной цепи является оптимальным решением Иногда ситуация бывает иная. В распоряжении радиолюбителя есть много диодов и конденсаторов, которые имеют сравнительно низкое рабочее напряжение 200. 300 В. В этом случае умножитель напряжения, собранный с их использованием, нельзя напрямую подключить к электрической сети 220 В. Ведь переменное напряжение электрической сети 220 В в пике при этом будет достигать 310 В! А это уже приведет к выходу из строя радиодеталей, используемых в этом умножителе напряжения!

В данном случае рационально использовать другой вариант: снизить напряжение на входе умножителя, но при этом увеличив количество умножающих цепочек. Напряжение на входе умножителя можно понизить, подключив этот умножитель напряжения к электрической сети через конденсаторный делитель напряжения, как это показано на рис.5. При этом соотношения емкостей, следовательно, и их реактивного сопротивления будут определять выходное напряжение на выходе делителя. Конечно, при увеличении числа умножающих цепочек габариты устройства возрастут. Но это может быть оправдано дешевизной используемых компонентов.

При построении умножителей напряжения следует помнить, что не рекомендуется соединять последовательно диоды и конденсаторы для увеличения их рабочего напряжения, поскольку надежность такой цепочки будет невелика. Надежнее для конструкции умножителя напряжения пойти по пути наращивания каскадов умножения.

1. Таракан; таракан , тараканище//Левша. — 1991. — №9. — С.20.

2. Белецкий. П. Умножитель — ионизатор воздуха//Радиолюбитель. — 1995. — №10. -С. 17.

Генера́тор Ко́крофта — Уо́лтона [1] — один из типов умножителя напряжения, устройство для преобразования относительно низкого переменного напряжения или пульсирующего напряжения в высоковольтное постоянное напряжение.

Принципиальная схема умножителя данного типа была разработана в 1919 году швейцарским физиком Генрихом Грейнахером. По этой причине каскадный удвоитель данного типа иногда называют умножителем Грейнахера [1] .

Более известно, что умножитель был построен в 1932 году Джоном Кокрофтом и Эрнстом Уолтоном для использования его в качестве высоковольтного источника напряжения в ускорителе заряженных частиц, предназначенного для проведения эксперимента по искусственному расщеплению атомных ядер (практически одновременно такой же эксперимент впервые в СССР был проведен в УФТИ), поэтому иногда умножитель напряжения называют генератором Кокрофта — Уолтона [1] .

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Умножитель напряжения преобразует переменное, пульсирующее напряжение в высокое постоянное напряжение. Умножитель строится из лестницы конденсаторов и диодов. В отличие от трансформатора такой метод не требует тяжёлого сердечника и серьёзной изоляции, так как напряжения на всех ступенях равны. Используя только конденсаторы и диоды, генераторы такого типа могут преобразовывать относительно низкое напряжение в очень высокое, при этом оказываясь много легче и дешевле по сравнению с трансформаторами. Ещё одним преимуществом является возможность снять напряжение с любой ступени схемы, так же как в многоотводном трансформаторе.

  • n — число каскадов
  • Uвх — амплитуда входящего переменного напряжения,
  • Uвых — выходящее постоянное напряжение

Несмотря на свои теоретические недостатки и ограничения, умножитель напряжения стал такой же классикой в электронной схемотехнике для получения высокого постоянного напряжения как и двухполупериодный выпрямитель (диодный мост) для получения постоянного тока из переменного. На принципиальных электрических схемах его даже не рисуют подробно, а изображают в виде специального значка. Промышленность выпускает очень широкий ассортимент модульных «умножителей напряжения» с заранее заданными параметрами, без которых не обходятся большинство устройств с ЭЛТ, появившихся до изобретения ТДКС: монитор, телевизор, индикатор радара или осциллографа.

Технические характеристики [ править | править код ]

На практике умножитель имеет ряд недостатков. Если в умножитель добавляется слишком много секций, напряжение в последних секциях будет ниже ожидаемого, в основном из-за ненулевого импеданса конденсаторов в нижних секциях. Практически невозможно питание умножителя непосредственно напряжением промышленной частоты, так как в этом случае требуются конденсаторы большой ёмкости, что сильно ухудшает массогабаритные показатели устройства. Пульсации выпрямленного тока также усиливаются, что в некоторых случаях неприемлемо. Обычно на вход напряжение подаётся с выхода высокочастотного высоковольтного трансформатора и повышается до нужной величины в умножителе.

Существуют умножители на напряжения от нескольких сотен вольт до нескольких мегавольт.

Использование [ править | править код ]

Умножители применяются во многих областях техники, в частности для электрической накачки лазера, в источниках высокого напряжения систем рентгеновского излучения, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо постоянное высокое напряжение с небольшой силой тока.

Пятый урок

Одновременно они нам ещё и видны: у новых технологий почти нет проводов, но мы замечаем напряжение и проблемы, которые с ними связаны. В том числе на уровне государственных комитетов, которые обсуждают, например, внедрение телемедицины в России и других странах, на уровне повседневности, когда мы думаем о том, какую роль играет Tinder в социальной сети наших знакомств.

Как начать исследование?
Ни Латур, ни кто-то другой не дают рецептов: с чего начать и как, собственно, исследовать, прикрываясь правилом, что каждый новый объект — особенно цифровые технологии — невозможно предугадать и запрограммировать. Это хитрый ход, и он, более того, связан с общеметодологической традицией, которая называется «наивным прагматизмом» [2]. Нужно идти с чистым, незамутнённым описательным взглядом, смотреть на всё, что происходит, и пытаться увидеть, какие проблемные точки или акторы появляются в интервью или в наблюдениях, почему люди к ним обращаются.

Главное — это проблема. То, как вы методологически подойдете к решению проблемы, в принципе, зависит от вас: вы берёте проблему и берете любые инструменты, которые подойдут для её решения. Не подошло одно – подойдет другое [2]. В ряде качественных исследований такой прагматический подход преобладает. Его, например подчеркивает Норман Дензин, классик качественной социологии, когда говорит о том, что качественный исследователь — это бриколёр [3]. В отличие от инженера, который простраивает систему, продумывает отношения между переменными, сигналами, точками, бриколёр — это тот, кто решает конкретную задачу. И ему нужно решить задачу с помощью любых инструментов. Если у вас падает шкаф, то вы пытаетесь все, что угодно приспособить, чтобы его удержать. Правда, проблема в том, что, решив эту задачу, вы идёте дальше. и вам сложно перенести навыки, методологии и схемы в другое исследование

На мой взгляд, это только один из подходов, характерный для начала 1990х годов. Тогда из споров относительно качественных методов появились и постмодернистская этнография, и ANT. Они возникли из максимы, что надо быть максимально открытым, гибким, прагматичным в исследовании.

Кейс-стади
Метод кейс-стади пришёл из качественной социологии, из чикагской школы 1920-х годов и из медицинских исследований 1930-х. Он предусматривает, что мы скрупулёзно, опираясь на множество источников, исследуем один конкретный случай внутри контекстов его существования. То есть мы связываем случай с контекстом и дальше пытаемся генерализовывать на основании этого случая, строить то, что Парк называет «универсальные нарративы» [4] по поводу всех других подобных случаев.

Нужно отметить, что постоянное использование кейсов является и минусом, и плюсом АНТ. Плюсом — потому что оно даёт возможность проследить все тонкости того, что происходило с объектом. Например, изучения Луи Пастера Латуром заключалось в том, что Латур проработал газеты, связанные с Пастером за десятилетия или даже больше. Он проработал всё и построил сетевые графы: с чем и как был связан Пастер. Этот кейс Пастера, он затем экстраполировал на то, что в принципе любой учёный собирает сеть, транслирует свои факты из одного места в другое, и таким образом получает власть, захватывает окружающий мир, борется с другими сетями и становится в конечном счёте «чёрным ящиком», который все принимают как данность.

Несмотря на то, что АНТ в принципе опирается на метод кейса, АНТ предполагает отсутствие контекста. Если метод кейса обязательно предполагает контекст, в рамках которого мы рассматриваем, как он развивается, то для Латура контекста не существует. Всё — это сейчас будет понятно на методе четырёх книжек, — является частью отношений, которые приводят к определённому объекту.

И, конечно, есть проблема генерализации. Известна фраза Латура, (брошенная им, не знаю насколько сознательно) о том, что для каждого нового поля, для каждого нового кейса нужно использовать новый инструмент. И естественно это вызывает большие проблемы, особенно когда Латур пытается построить обобщённую философию всего.

4 записных книжки Латура
И только позже, в «Пересборке социального» [5], Латур даёт конкретные техники исследования. В русском издании эта часть называется «перечень записных книжек». Латур говорит, что вам нужно иметь четыре записных книжки (дневника), которые будут прослеживать траекторию вашего вхождения в поле и того, что там происходило.

  • Первая книжка отмечает траекторию вашего вхождения в поле: например, кому и как вы звонили, с кем вы говорили, чтобы добраться до поля. Чуть ли не на каком автобусе вы добирались. Хотя здесь нужно соблюдать принцип уместности. Зачем нужна эта книжка? Для того, чтобы отстраниться от позиции, что вы исследуете объект объективно, вне всякого контекста. Конечно же, контекст важен. Может быть, важен ваш гендер, возраст, образование – в зависимости от того, что вы исследуете.
  • Вторая книжка — это то, что, собственно, происходит в поле. Вы описываете события, происходящие с акторами и с вами. Затем собираете эти описания в набор категорий и систематизируете.
  • Третья книжка: Латур советует фиксировать там любые мысли, которые у вас возникают в момент написания первой и второй книжек. Это нужно, чтобы взять этот субъективный ассоциативный аппарат и с ним работать дальше. Латур отмечает, что любую категорию нужно брать из поля, следуя антропологической традиции (хотя, конечно, он сам очень часто её не соблюдает). В этом отношении собственные внезапные ассоциации исследователя тоже могут стать основой для осмысления темы.
  • Четвёртая книжка отражает рефлексивную позицию акторно-сетевой теории и качественной социологии в целом: необходимо показывать свои данные исследуемым субъектам. Латур советует записывать их реакции и отмечать то, что происходит с полем, после того, как учёный продемонстрировал своё исследование.

Объекты исследования в АНТ
Есть три основные группы тем, которые стоит иметь в виду, когда мы говорим об АНТ.
Первая — это технологии, особенно когда речь идёт об инновационных технологиях.

Трансформаторные источники питания 2

Трансформаторные источники питания часть 1.

Таблица осциллограмм выпрямителей различного типа и с различной нагрузкой

Из представленных в табл. 2.1 схем выпрямителей наиболее неудачной следует считать самую простую из них — однополупериодную. Она характеризуется наименьшим коэффициентом использования трансформатора и высоким коэффициентом пульсаций.

Кроме того, постоянная составляющая тока вторичной обмотки создает дополнительный магнитный поток, насыщающий сердечник трансформатора. В итоге возрастает ток холостого хода, следовательно, необходимо увеличивать сечение провода первичной обмотки. В результате такой «экономии» возрастают габариты и масса силового трансформатора, снижается КПД устройства. В этой связи однополупериодные выпрямители используют довольно редко, для создания маломощных выпрямителей.

Следующим в таблице 2.1 представлен двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Среднее значение выпрямленного тока и напряжения в нем в два раза выше, чем в простейшем выпрямителе. В трансформаторе этого устройства нет вынужденного намагничивания, поскольку в его вторичных полуобмотках постоянные составляющие тока протекают в различных (взаимокомпенсирующих) направлениях.

Еще большие перспективы открываются при использовании мостовых выпрямителей (схема Греца). Вынужденного намагничивания сердечника трансформатора нет, ток в первичной обмотке трансформатора синусоидален. Заметным недостатком такого способа выпрямления является удвоение потерь на диодах в «прямом» направлении. Особенно это заметно при малых выходных напряжениях.

Для сравнения в таблице 2.1 показан и выпрямитель с удвоением выходного напряжения (схема Латура).

Для получения на выходе не одного, а сразу двух напряжений может быть использована одна из схем выпрямителей, показанных на рис. 2.5 или 2.6. В первом варианте на выходе получаются два напряжения одной полярности, отличающихся по величине в 2 раза. Верхняя половина схемы представляет собой с первого взгляда обычный мостовой выпрямитель. Однако средний вывод вторичной обмотки этого устройства не заземлен, напряжение на нем равно половине напряжения, снимаемого с выхода мостового выпрямителя. Это напряжение формируется в результате работы второго выпрямителя, образованного двумя левыми по схеме диодами мостовой схемы, и полуобмотками трансформатора Т1. Интересно, что при изменении тока нагрузки соотношение выходных напряжений двухканального источника питания (рис. 2.5) остается неизменным и равным 1:2.

Сопоставление характеристик различных типов выпрямителей при варьировании сопротивления нагрузки и емкости конденсатора фильтра.

Во втором случае (рис. 2.6) на выходе выпрямителя получаются два одинаковых напряжения, но имеющие разные полярности.

Рис. 2.5 Схема двухканального источника питания с выходными напряжениями Е и Е/2

Рис. 2.6 Схема двухканального источника питания с равными и разнополярными выходными напряжениями

Для того чтобы при сетевом питании получить на выходе источника питания нестабилизированное напряжение переменного или постоянного (с использованием выпрямителя) тока, можно воспользоваться трансформатором с секционированной вторичной обмоткой (рис. 2.7). Он позволяет получить на выходе любое ступенчато изменяемое напряжение переменного тока в диапазоне от 1 до 255 В с шагом в 1 В. Такая особенность объясняется тем, что вторичная обмотка трансформатора разбита на 9 секций, число витков которых, и, следовательно, величина выходного напряжения соотносится как 1:2:4:8:16…

При переключении переключателей SA1 — SА8 (при отключенной нагрузке) может быть получена любая «конфигурация» вторичной обмотки трансформатора, любой заданный пользователем коэффициент трансформации. Условием правильной работы трансформатора является согласное (не встречное!) соединение секций.

Устройство удобно объединить со стабилизатором напряжения переменного тока, например, феррорезонансного типа. Недостатком трансформатора является то, что в обмотках из провода равного сечения максимальный ток нагрузки вне зависимости от величины выходного напряжения одинаков. Использование проводов разного сечения заметно усложняет конструкцию трансформатора.

Рис. 2.7 Схема трансформатора со ступенчато регулируемым выходным напряжением 1…255 В

Другой способ получить на выходе трансформатора ряд напряжений состоит в том, что вторичную (или первичную) обмотку трансформатора выполняют с множеством отводов, так, как это сделано, например, в сетевом адаптере промышленного производства (рис. 2.8).

Рис. 2.7 Схема трансформатора со ступенчато регулируемым выходным напряжением 1…255 В

Адаптер (рис. 2.8) является простейшим источником питания и позволяет получить на выходе ряд нестабилизированных напряжений, изменяемых ступенчато при помощи переключателя SА1. Полярность выходного напряжения изменяется переключателем SА2. Для индикации работы адаптера использован светодиодный индикатор НL1. Такой источник мало пригоден для питания радиоприемников и плейеров, поскольку на его выходе очень заметны пульсации напряжения, которые трудно уменьшить одним конденсатором фильтра С1 даже при заметном увеличении его емкости.

«Анти-Латур» Дэвида Блура и обсуждение

Автор: Хавьер де Ривера

Эта статья посвящена спору между Дэвидом Блуром и Бруно Латуром в 199 9, когда Блур написал статью под названием «Анти-Латур», в которой он защищал подход Социологии знания против философии Латура, и Латур возразил: текст под названием «Для Дэвида Блура… и за его пределами: ответ на« Анти-Латура »Дэвида Блура».

Текст Блура отмечен озабоченностью и удивлением по поводу подъема разрушительной философии Латура, которая нападает на принципы социологии знания, устраняя возможность социологического объяснения того, как производится знание.Он тщательно анализирует элементы разногласий между его подходом и тем, как он понимает подход Латура.

Короче говоря, Блур считает, что преобладающая схема субъект / объект и репрезентативная природа знания. В этом смысле Блур согласуется с традицией современной западной философии, из которой родилась наука: начиная с «Рассуждения о методе» Декарта и свидетельства познающего субъекта в качестве отправной точки акта познания, за которым следует Кантовский невозможность объективного знания, отказ Конта от метафизических предустановленных допущений как условия для науки или даже эпистемология науки Поппера и критерии ложности, если упомянуть некоторых классических авторов.

Два принципа, которые Блур обозначает — субъектно-объектная схема и репрезентативная природа знания — являются основными базовыми понятиями знания западной традиции , которые приобрели сложность и нюансы, но которые по-прежнему остаются в основном принято как действительное.

Что касается , первого принципа , Блур в сноске № 2 дает краткое размышление о том, как концепция субъекта и его отношение к объекту могут подвергаться множеству размышлений, точек зрения или интерпретаций, которые в конечном итоге не бросают вызов. основы субъект-объектной схемы.Другими словами, мы не можем знать, что это за предмет, но для того, чтобы знание существовало, должен быть k сейчас существующий предмет и что-то, что известно . Речь идет не об онтологическом определении субъектов и объектов, а об эпистемологическом отличии от источника знания. Даже если нет «онтологической» разницы между субъектами и объектами, акт познания (или восприятия в общем смысле) подразумевает открытие разрыва между позицией познающего и познанным.Фактически рефлексивность — это свойство субъекта обращать внимание на себя, поэтому он воспринимает себя как объект познания: субъект и объект — это одно и то же, но это все же две разные роли. Субъективность может быть только позицией, которую что-то (субъект) занимает по отношению к чему-то другому (самому себе, миру или тому, что он знает), действием, которое подразумевает эпистемологический разрыв, описанный в схеме субъект-объект.

Второй принцип не так явно защищает Блур, который принимает его как очевидное предположение, которое не нужно защищать.Фактически, последние научные идеи о том, как мы физически воспринимаем мир, подтверждают репрезентативный характер знания. Кажется, что наши глаза воспринимают световые волны, которые производят электрические сигналы в глазных нервах, которые декодируются в мозгу, который проецирует внутренний образ: наше видение мира тогда является когнитивным представлением световых волн. Существуют физиологические и психологические условия, которые опосредуют то, как мы видим мир, что в любом случае является лишь одним из способов его видения, адаптированным к условиям существования нашего вида.Итак, если основное восприятие физического мира нашими глазами создается в нашем мозгу как представление, как могут теории и объяснения, которые мы делаем, быть чистой реальностью? Все знания по определению репрезентативны. Другой вопрос, являются ли эти представления точными и согласуются ли они с нашим опытом.

Обращаясь к работе Латура , его ответы во многих отношениях разочаровывают. Во-первых, он неуважительно относится к Блуру, называя его только по имени, Дэвид — детская стратегия, чтобы принизить своего противника, которая также дает намек на ту аудиторию, которую он имеет в виду.Затем он рассматривает их личные и профессиональные различия (асимметрии), вычерчивая их, чтобы получить риторическое преимущество перед Блуром: 1) Я (Латур) уже имел такого рода дискуссии с французскими эпистемологами ; 2) Я изучал его (Блура) работы десять лет, он почти не знает мои; 3) Я динамичный интеллектуал и он всегда говорит одни и те же идеи ; 4) , и я являюсь частью свежего, возникающего и инновационного направления исследований в области науки и технологий, и он застрял в старой философии .Последний кажется наиболее эффективным, но он также шокирующе завышен:

  • << Эта ситуация делает обсуждение неравным. С одной стороны, существует небольшое количество канонических работ, питающихся очень крошечным корпусом книг - Дюркгейм и Мэри Дуглас, - с другой стороны, существует множество произведений, философская традиция, которая охватывает все, от Платона до Донны Харауэй, и социологические традиции, которые смешивают все школы от Огюста Конта до Энтони Гидденса.>>

Мне трудно поверить, но кажется, что Латур позиционирует себя не только на стороне таких мыслителей, как Стенгерс или Пикеринг, но и на стороне всей философской и социологической традиции! Я бы не осмелился говорить от имени Харауэя, но Платон, Конт и Гидденс, несомненно, ближе к эпистемологическим размышлениям Блура, чем метафизика Латура. Однако кажется подозрительным, что он не упоминает Лейбница или Тарда в своей воображаемой философской траншеи, учитывая, что эти двое на самом деле являются неканоническими авторами, на которых он действительно основывает свою работу.

Вкратце: Платоновская теория идей проводит различие между идеальным миром и материальным миром, проводя четкое различие между материей и интеллектом. Феноменология Конта означала отказ от метафизики, чтобы основать науки, изучая только то, что можно постичь. Гидденс, социолог, придерживающийся традиций Дюркгейма, разделяет с Блуром основные основы этой дисциплины.

Искажения Латура можно объяснить в конце статьи , когда он признает, что «по его опыту» методологические вопросы подчинены моральным и политическим вопросам:

  • << Однако с годами я узнал, что все методологические вопросы основаны на метафизике, и что каждая метафизика в своей основе является моральным и политическим вопросом.>>

Вся история современной философии и науки была направлена ​​на поиск способов познания мира, не предполагая, что вы уже знаете, что это такое. Отказ от метафизических спекуляций имел решающее значение для разработки критических методов производства знания. Вместо того чтобы предполагать, что мы уже знаем, что есть в мире, будь то монады, энтелекуи, боги, духи и т. Д., Наука родилась в результате методологического наблюдения и размышления над миром, создания методов как инструментов для познания мира.Для этого нам нужно поразмышлять о природе знания (эпистемологии), чтобы доказать и поставить под сомнение наши методы. Привилегия эпистемологии над метафизикой означает, что мы предполагаем, что еще не знаем, в то время как поступление иначе означает, что мы решаем, что, по нашему мнению, происходит, а затем адаптируем наш метод, чтобы доказать это. Именно об этом и говорит Латур: политика и мораль правят методами и наукой.

Мы можем сказать ему, что политическая и моральная предвзятость всегда присутствует — что, по сути, является одним из принципов Блура — но если мы предположим, что каждое предприятие знания зависит главным образом от предвзятых допущений мира — метафизики — и, следовательно, это политически и морально руководствуясь, то мы рушим весь научный проект.

Альтернатива Латура — построить онтологию монад, идею о том, что вселенная состоит из атомов духовной субстанции (Лейбниц), как отправную точку для технонауки, моральные и политические цели которой не совсем ясны. Хотя мы можем получить некоторые намеки на эту моральную повестку дня, проследив за последствиями его «общего» принципа симметрии — который искажает исходный принцип симметрии Блура и уравнивает людей и машины — и его решительного принятия гегемонистских технонаучных дискурсов.

В заключение: вместо того, чтобы работать с существующими материальными сущностями, такими как люди, животные, растения, скалы, планеты и т. Д., Используя методологию, которая подвергается эпистемологическому сомнению и основывается, Латур и его последователи строят на метафизике духовной субстанции, руководствуясь ею. по неизвестной повестке дня. В этих условиях, когда кто-то заявляет, что его предубеждения и моральные позиции важнее и важнее, чем желание познать мир, любой шанс на позитивное обсуждение невозможен.

Перейти к основному содержанию Поиск