Схема удвоителя напряжения: Как удвоить напряжение с трансформатора просто

Содержание

Умножители напряжения на диодах - схемы включения, варианты подключения, утроители, умножители на 4, 5, 6, 8 | РадиоДом

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 200 вольт постоянного тока из 100 вольт переменного тока источника, а с помощью умножителя на восемь — 800 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.


1. Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Примечание: отличная нагрузочная способность.


2. 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.


3. Утроитель, 1-й вариант


Отличная нагрузочная способность.


4. Утроитель, 2-й вариант

Отличная нагрузочная способность.


5. Утроитель, 3-й вариант

Отличная нагрузочная способность.


6. Умножитель на 4, 1-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.


7. Умножитель на 4, 2-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.


8. Умножитель на 4, 3-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.


9. Умножитель на 5

Отличная нагрузочная способность.


10. Умножитель на 6, вариант первый

отличная  нагрузочная способность.


11. Умножитель на 6, вариант второй

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.


12. Умножитель на 8, первая схема подключения

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность.


13. Умножитель на 8, вторая схема подключения

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.


14. Умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда

Превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене.


15. 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.


16. Выпрямитель с вольт добавкой

Наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания.


17. 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.

Умножитель напряжения ⋆ diodov.net

При изготовлении электронных устройств, в частности блоков питания, в некоторых случаях возникает необходимость иметь выпрямленное напряжение большей величины, чем на клеммах вторичной обмотке трансформатора или в розетке 220 В. Например, после выпрямления сетевого напряжения 220 В на фильтрующем конденсаторе при очень малой нагрузке можно получить максимум амплитудное значение переменного напряжения 311 В. Следовательно конденсатор зарядится до указанного значения. Однако применяя умножитель напряжения можно повысить его до 1000 В и более.

Удвоитель напряжения

Схема умножителя напряжения может выполняться в нескольких вариантах, одна принцип действия всех их заключается в следующем. В разные полупериоды переменного тока происходит поочередно зарядка нескольких конденсаторов, а суммарное напряжение на них превышает амплитудное значение на обмотке. Таким образом, за счет увеличения числа конденсаторов и, как далее будет видно, количества диодов, получают напряжение в несколько раз превышающее величину подведенного.

Теперь давайте рассмотрим конкретные примеры и схемные решения.

Схема двухполупериодного умножителя состоит из двух диодов и двух конденсаторов, подключенных со стороны вторичной обмотки трансформатора.

Пусть в начальный момент потенциалы на обмотке имеют такие знаки, что ток протекает от точки 1 к точке 2. Проследим дальнейший путь тока. Он протекает через конденсатор C2, заряжая его, и возвращается к обмотке через диод VD2. В следующий полупериод ЭДС во вторичной обмотке направлена от точки 2 к 1 и через диод VD1 происходит зарядка конденсатора C1 до того же значения, что и С2. Таким образом, за счет последовательного соединения двух конденсаторов C1 и C2 на сопротивлении нагрузки получается удвоенное напряжение.

Если измерить значение переменного напряжения на обмотке и постоянное на одном из конденсаторов, то они буде отличаться почти в 1,41 раза. Например при действующем значении на вторичной обмотке, равном 10 В, на конденсаторе будет приблизительно 14 В. Это поясняется тем, что конденсатор заряжается до амплитудного, а не до действующего значения переменного напряжения. А амплитудное значения, как известно в 1,41 раза выше действующего. К тому же мультиметром возможно измерить лишь действующие значения переменных величин.

Рассмотрим еще один вариант. Здесь для умножения напряжения используется несколько иной подход. Когда потенциал точки 2 выше потенциал т.1 под действием протекающего тока заряжается конденсатор С1, а цепь замыкается через VD2.

После изменения направления тока, вторичная обмотка W2 и конденсатор С1 можно представить, как два последовательно соединенные источника питания с равными значениями амплитуды, поэтому конденсатор С2 зарядится до их суммарного напряжения, т. е. на его обкладках оно будет в два раза больше, чем на выводах вторичной обмотки. Во время тога, как конденсатор С2 будет заряжаться, С1 наоборот, будет разряжаться. Затем все повторится снова.

Умножитель напряжения многократный

Процессы в схеме утроения напряжения протекают в такой последовательности: сначала заряжаются конденсаторы С1 и С3 через сопротивление R и соответствующие диоды VD1 и VD3. В следующий полупериод С2 через VD2 заряжается до удвоенного напряжения (С1 + обмотка) и на сопротивлении нагрузки получается утроенное значение.

Больший интерес имеет следующий умножитель напряжения. Рассмотрим принцип его работы. Когда потенциал точки 1 положителен относительно точки 2 ток протекает по пути через VD1 и С1 заряжая конденсатор.

В следующий полупериод, когда ток изменил свое направление, заряжается второй конденсатор через второй диод до величины, равного сумме напряжений на С1 и обмотке трансформатора. При этом С1 разрядится. В третий полупериод, когда первый конденсатор снова начнет заряжаться, С2 через третий диод разрядится на С3, зарядив его до двойного значения относительно выводов обмотки.

К концу третьего полупериода на нагрузку будет подано суммарное напряжение заряженных конденсаторов С1 и С3, т. е. примерно утроенное значение.

Если данную схему применить без трансформатора, непосредственно подключить к 220 В, то на выходе получим приблизительно 930 В.

По аналогии с рассмотренными схемами могут быть построены схемы с большей кратностью умножения. Но следует помнить, что с увеличением числа умножений по причине большего содержание в схеме диодов и конденсаторов возрастает внутренне сопротивление выпрямителя, что приводит к дополнительной просадке напряжения.

Схемы с умножением напряжения применяются для питания малой нагрузки, т.е. сопротивление нагрузки должно быть высоким. В противном случае нужно использовать неполярные конденсаторы большой емкости, рассчитанные на высокое напряжение. Это связано с тем, что при значительном токе нагрузки конденсаторы будут быстро разряжаться, что вызовет недопустимо большие пульсации на нагрузке.

Изготавливая умножитель напряжения, следует всегда помнить о том, что конденсаторы и диоды должны быть рассчитаны на соответствующие напряжения.

Еще статьи по данной теме

[ЛАЙФХАК] Простая Схема Удвоителя Напряжения

ЭкономияSavedRemoved 2

Если вы на ты с электроникой и радиотехникой, то часто возникает проблема: есть достаточно мощный трансформатор, но напряжения вторичной обмотки недостаточно.

Перематывать ее задача весьма непростая. В нашей статье мы расскажем, как удвоить напряжение трансформатора без перемотки, имея в наличии всего лишь два диода и два конденсатора.

Читайте также: ТОП-10 Лучших стабилизаторов напряжения 220В для частного дома | Рейтинг +Отзывы

Материалы для работы

Для того, удвоить напряжение трансформатора, вам понадобятся:

  • два выпрямительных диода 1N4007;
  • два электролитических конденсатора 2200 мкФ 25 В;
  • паяльник;
  • изолированные провода;
  • кусачки;
  • мультиметр.

Шаг 1. Собираем схему удвоителя напряжения

Собираем удвоитель  по схеме Латура – Делона – Гренашера.

Схема

Немного обкусываем у одного конденсатора плюсовую ножку у второго – минусовую и спаиваем их между собой.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Ко вторым ножкам конденсаторов, соблюдая полярность, припаиваем диоды.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Спаиваем оставшиеся ножки выпрямительных диодов между собой.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Шаг 2. Проводим испытание

Мультиметром измеряем напряжение на вторичной обмотке трансформатора – 11 В переменного тока.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Подпаиваем выходы трансформатора к удвоителю. Также подпаиваем пару проводов на выход удвоителя.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Измеряем напряжение на выходе схемы – 30 В постоянного тока.

Источник: https://youtu.be/AHtMgGZZXUo

Измеренное нами напряжение вторичной обмотки 11 В является действующим. Амплитудное же значение, до которого в разные полупериоды заряжаются оба конденсатора – в 1,41 раза выше, то есть ≈15,5 В. Соединенные же последовательно конденсаторы увеличивают напряжение на выходе до 30 В. При подключении нагрузки, следует учитывать тот факт, что потребляемый ток на вторичной обмотке трансформатора возрастет в 2 раза.

Оценки покупателей:
Будьте первым!

Удвоитель напряжения постоянного тока

Вместе с каналом “Обзоры посылок и самоделки от jakson” будем собирать схему.
Автор видео ищет интересные применения микросхеме-таймеру NE 555, на раз это удвоитель напряжения. Это, пожалуй, одна из самых простых, доступных схем без использования трансформаторов, катушек, других деталей, которые порой трудно найти.

Микросхема и другие радиодетали в этом китайском магазине.

Схема может увеличить напряжение постоянного тока с 12 до 24 V, но при этом есть один недостаток, ток не высокий, буквально до 50 мА. Понадобится подобный удвоитель напряжения только для устройств с малым потреблением. Но бывает еще одна его версия с использованием транзисторов, там уже ток будет повыше.

Схема удвоителя напряжения 12-24 вольта

Из деталей, которые понадобятся для сборки и пайки, это таймер NE 555, 2 резистора один на 15К, другой на 27 К, 2 неполярных конденсатора на 0,01 мкФ, 3 полярных конденсатора, 2 из которых имеют емкость 330 мкФ, один на 470 мкФ. Ну, последнее, это 2 диода, указано 1N4001, но на самом деле для сборки этой схемы подойдет, большинство других диодов.

Все детали, которые понадобятся, отставил в сторонку. Будем все собирать на макетной печатной плате. Сначала не совсем уверен в работоспособности, тем более в надежности этой схемы, поскольку брал ее из непроверенного источника. Но на данный момент единственный способ проверить – это ее собрать. Самому интересно будет ли она работать.

Рассмотрим как собирать подобные устройства, поскольку новички часто задают подобный вопрос в личных сообщениях, поэтому решил его разъяснить.

Начнем с того, что собирается все довольно-таки просто и, пожалуй, подобные схемы не намного сложнее каких-нибудь радиоконструкторов.

Все линии, примыкающие к деталям, к выводам, являются проводниками, они всегда параллельны или составляют между собой угол в 90 градусов, иначе быть не может. В местах их соединений используются точки, а там, где соединений нет, точки соответственно тоже не будет, то есть эти 2 проводника между собой не соединяются. Все детали в схеме имеют свое обозначение, отличаются по форме. Перечень всех маркировок вы сможете найти в интернете, они там все будут подписаны. Бывает так, что маркировка одной, той же детали в разных случаях может отличаться, поскольку это зависит от автора, от источника. Например, те же самые резисторы могут отличаться зигзагами, поэтому все детали подписаны, например R1, R2 это резисторы, C1, C2 – конденсаторы, VD1, VD2 – диоды. Указаны номиналы. Так устроены не все схемы. Бывает, что эти номиналы указаны в отдельной таблице. Но в любом случае, каждая будет подписана своей маркировкой, номером. Хотя бывает, что, этого нет. Но, в таком случае, у всех будет подписан номинал.

По поводу номиналов на примере резисторов, конденсаторов.
Начнем с резисторов. Написано 15К. 15К – это 15 Кило, то есть буква «К» в конце обозначает «Килоом», если буквы «К» не будет – это «ом». В общем, все просто. Соответственно, 27К – 27 Килоом. Далее, конденсаторы. Уже немного сложнее. В нашем случае – это микрофарады, поскольку только они указываются с цифрой после запятой. Например, нанофарады, пикофарады так не указываются. Ну, также они обычно указываются буквами nf, pf, то есть нанофарады, пикофарады. Это то, что касается маркировки неполярных конденсаторов. А полярные конденсаторы всегда указываются в микрофарадах. По крайней мере, иного способа указаний ни разу не встречал. Хотя, возможно, в некоторых специфических схемах, используются большие величины. По крайней мере, пикофарады, нанофарады для обозначения полярных конденсаторов не используют.

Далее про полярности деталей. У некоторых она есть, у других нет. Например, у резисторов, неполярных конденсаторов полярности нет, то есть нет разницы – каким образом их устанавливать, куда какой вывод подсоединять, что не скажешь о полярных или как по-другому их называют электролитических конденсаторов, диодов. У этих деталей есть 2 разных вывода, один положительный, другой отрицательный. Например, в этой схеме у конденсаторов положительный вывод отмечен плюсом. Но опять же бывают другие, там маркировка немного отличается. Ну, соответственно другой контакт является отрицательным. А если ориентироваться по детали, например, если это новый конденсатор, то длинная ножка – это плюсовой контакт, короткая – минусовой. Или если деталь не новая, то проще будет ориентироваться по полоске со стороны минусового контакта. Такая белая полоска, ну, соответственно с минусом.

У диодов то же самое, только там положительный, отрицательный вывод называется по-другому – анод, катод. Анод – это положительный контакт, катод – отрицательный. Если ориентироваться по корпусу диода, то со стороны серой полоски находится отрицательный контакт, то есть катод. Действует такая же аналогия, как, с конденсаторами: если деталь новая, то положительный контакт будет длиннее.
Последняя деталь удвоителя напряжения – микросхема. В нашем случае 8-контактная. Каждый ее вывод пронумерован. Зачастую микросхема обозначается прямоугольной фигурой. Также бывают варианты треугольной. Опять же зависит от автора, источника.

Далее с 5 минуты на видео про сборку простого удвоителя напряжения. В представленной модели постоянный ток увеличивается с 12 до 24 вольт.

Умножитель напряжения - удвоитель напряжения, утроитель напряжения, учетверитель напряжения

Напряжение определение множителя

Умножитель напряжения представляет собой электронную схему, которая обеспечивает выходное напряжение чья амплитуда (пиковое значение) составляет два, три или более раз больше, чем амплитуда (пиковое значение) входа вольтаж.

или

Умножитель напряжения - это электронная схема, преобразующая низкое напряжение переменного тока в высокое напряжение постоянного тока.

или

Умножитель напряжения представляет собой преобразователь переменного тока в постоянный, состоящий из диодов и конденсаторы которые производят высоковольтный выход постоянного тока из низкого напряжение переменного тока на входе.

Что такое умножитель напряжения?

Напряжение множитель блоки питания используются уже много лет. Уолтон и Кокрофт построил источник питания 800 кВ для ионного ускорителя в г. 1932. С тех пор используется умножитель напряжения. в первую очередь, когда требуются высокие напряжения и малые токи. Использование схем умножения напряжения уменьшает размер трансформатор высокого напряжения и, в некоторых случаях, делает его можно устранить трансформатор.

последние технологические разработки сделали возможным разработать умножитель напряжения, который эффективно преобразует низкое напряжение переменного тока в высокое напряжение постоянного тока, сопоставимое с более обычная схема трансформатор-выпрямитель-фильтр.

Умножитель напряжения состоит из конденсаторов и диодов, которые подключаются в разных конфигурациях.вольтаж мультипликатор имеет разные этапы. Каждый этап состоит из один диод и один конденсатор. Эти схемы диодов и конденсаторы позволяют производить выпрямленные и фильтрованные выходное напряжение, амплитуда (пиковое значение) которого больше входного переменного напряжения.

Типы умножители напряжения

Напряжение множители делятся на четыре типа:

  • Полуволна удвоитель напряжения
  • полнополупериодный удвоитель напряжения
  • Напряжение тройник
  • Напряжение четверной
  • полуволна удвоитель напряжения

Как Судя по названию, полуволновой удвоитель напряжения - это напряжение схема умножителя с удвоенной амплитудой выходного напряжения амплитуды входного напряжения. Полуволновое напряжение удвоитель подает напряжение на выход во время положительный или отрицательный полупериод. Полуволновое напряжение Схема удвоителя состоит из двух диодов, двух конденсаторов и Источник входного напряжения переменного тока.

Во время положительного полупериод:

Принципиальная схема полуволнового удвоителя напряжения приведена на рисунок ниже.Во время положительного полупериода диод D 1 вперед предвзято. Таким образом, это позволяет электрическому ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор С 1 и заряжает его до пикового значения входного напряжения, т.е. V м .

Однако ток не течет на конденсатор C 2 , потому что диод D 2 обратный предвзято. Так диод D 2 блокирует электрическую ток течет к конденсатору C 2 . Следовательно, во время положительного полупериода конденсатор С 1 заряжен, а конденсатор C 2 не заряжен.

Во время отрицательного полупериод:

Во время отрицательный полупериод, диод D 1 обратный предвзято.Так что диод D 1 не позволит электрическому ток через него. Следовательно, в отрицательной половине цикла, конденсатор С 1 заряжаться не будет. Однако обвинение (В м ) хранится в конденсаторе С 1 разряжается (отпускается).

Вкл. с другой стороны, диод D 2 смещен в прямом направлении во время отрицательного полупериода. Итак диод D 2 пропускает электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатору С 2 и заряжает его. Конденсатор C 2 заряжается до значения 2V m , поскольку входное напряжение В м и конденсатор С 1 Напряжение В м прибавляется к Конденсатор С 2 . Следовательно, в отрицательной половине цикла, конденсатор С 2 заряжается обоими входными напряжение питания В м и конденсатор С 1 напряжение В м .Следовательно, конденсатор С 2 заряжается на 2В м .

Если нагрузка подключена к цепи на выходной стороне, заряд (2В м ) хранится в конденсаторе С 2 разряжается и поступает на выход.

Во время следующий положительный полупериод, диод D 1 идет вперед смещен, а диод D 2 имеет обратное смещение.Так что конденсатор C 1 заряжается до м В, тогда как конденсатор С 2 заряжаться не будет. Тем не менее заряд (2В м ) хранится в конденсаторе С 2 будет разряжаться и течет к выходной нагрузке. Таким образом полуволновой удвоитель напряжения управляет напряжением 2В м до выходная нагрузка.

конденсатор C 2 снова заряжается в следующем полупериоде.

напряжение (2В м ), полученное на выходной стороне, составляет вдвое больше входного напряжения (В м ).

конденсаторы C 1 и C 2 в полуволновом удвоителе напряжения заряжается в чередующихся полупериодах.

форма выходного сигнала полуволнового удвоителя напряжения почти похож на половину волновой выпрямитель с фильтром.Единственная разница - это Амплитуда выходного напряжения полуволнового удвоителя напряжения составляет вдвое больше амплитуды входного напряжения, но в полуволне выпрямитель с фильтром, амплитуда выходного напряжения такая же как амплитуда входного напряжения.

полуволна Удвоитель напряжения подает напряжение на выходную нагрузку в один цикл (положительный или отрицательный полупериод).В нашем полуволновой удвоитель напряжения подает напряжение на выходная нагрузка во время положительных полупериодов. Следовательно, регулировка выходного сигнала полуволнового напряжения удвоитель плохой.

Преимущества полуволновой удвоитель напряжения

Высокая напряжения производятся от источника низкого входного напряжения без использования дорогие трансформаторы высокого напряжения.

Недостатки полуволновой удвоитель напряжения

Большой рябь (нежелательные колебания) присутствует на выходе сигнал.

  • полнополупериодный удвоитель напряжения

The полноволновой Удвоитель напряжения состоит из двух диодов, двух конденсаторов и источник входного переменного напряжения.

Во время положительного полупериод:

Во время положительный полупериод входного сигнала переменного тока, диод D 1 смещен вперед. Значит диод D 1 позволяет электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор C 1 и заряжает его до пикового значения входное напряжение I.е V м .

Вкл. с другой стороны, диод D 2 имеет обратное смещение во время положительный полупериод. Значит диод D 2 не работает. пропустить через него электрический ток. Следовательно, конденсатор C 2 не заряжен.

Во время отрицательного полупериод:

Во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока, диод D 2 смещен вперед. Значит диод D 2 позволяет электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор C 2 и заряжает его до пикового значения входное напряжение I.e. V м .

Вкл. с другой стороны, диод D 1 имеет обратное смещение во время отрицательный полупериод. Значит диод D 1 не работает. пропустить через него электрический ток.

Таким образом, конденсатор С 1 и конденсатор C 2 заряжаются во время чередования полупериоды.

выходное напряжение снимается через два последовательно соединенных конденсаторы C 1 и C 2 .

Если нагрузка не подключена, выходное напряжение равно сумме конденсатора C 1 напряжения и конденсатора C 2 напряжение I. е. C 1 + C 2 = V м + V м = 2V м . Когда нагрузка подключена к на выходных клеммах выходное напряжение o В будет быть несколько меньше 2V м .

цепь называется двухполупериодным удвоителем напряжения, потому что одна из выходные конденсаторы заряжаются каждую половину цикл входного напряжения.

утроитель напряжения можно получить, добавив еще один диодно-конденсаторный каскад к полуволновому удвоителю напряжения цепь.

Во время первого положительный полупериод:

Во время первый положительный полупериод входного сигнала переменного тока, диод D 1 смещен в прямом направлении, тогда как диоды D 2 и D 3 имеют обратное смещение. Следовательно, диод D 1 пропускает электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатору C 1 и заряжает его до пика значение входного напряжения, т.е. V м .

Во время отрицательного полупериод:

Во время отрицательный полупериод, диод D 2 вперед смещены, тогда как диоды D 1 и D 3 являются обратное смещение.Следовательно, диод D 2 позволяет электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор С 2 и заряжает его. Конденсатор С 2 заряжается до удвоенного пикового напряжения на входе сигнал (2В м ). Это потому, что заряд (V m ) хранится в конденсаторе С 1 разряжается во время отрицательный полупериод.

Следовательно, то конденсатор С 1 напряжение (В м ) и входное напряжение ( В, В) добавлено к конденсатору С 2 Т.е. напряжение конденсатора + входное напряжение = В м + В м = 2V м . В итоге конденсатор С 2 заряжает до 2В м .

В течение секунды положительный полупериод:

Во время второй положительный полупериод диод D 3 смещены вперед, тогда как диоды D 1 и D 2 имеют обратное смещение.Диод D 1 имеет обратное смещение потому что напряжение на X отрицательное из-за напряжения заряда V м , по C 1 и диод D 2 имеет обратное смещение из-за его ориентация. В итоге напряжение (2В м ) через конденсатор C 2 разряжается. Это обвинение потечет к конденсатору C 3 и зарядит его до то же напряжение 2В м .

конденсаторы C 1 и C 3 включены последовательно, а выход напряжение снимается на двух последовательно соединенных конденсаторах C 1 и C 3 . Напряжение на конденсатор C 1 - V м и конденсатор C 3 2V м . Таким образом, полное выходное напряжение равно сумма конденсатора C 1 напряжения и конденсатора C 3 напряжение I.е. C 1 + C 3 = V м + 2V м = 3V м .

Следовательно, то полное выходное напряжение, полученное в утроителе напряжения, составляет 3В м что в три раза больше подаваемого входного напряжения.

учетверитель напряжения можно получить, добавив еще один диодно-конденсаторный каскад в цепь утроителя напряжения.

Во время первого положительный полупериод:

Во время первый положительный полупериод входного сигнала переменного тока, диод D 1 смещен в прямом направлении, тогда как диоды D 2 , D 3 и D4 имеют обратное смещение. Следовательно, диод D 1 пропускает электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатору C 1 и заряжает его до пика значение входного напряжения I.е. V м .

Во время первого отрицательный полупериод:

Во время первый отрицательный полупериод, диод D 2 прямое смещение и диоды D 1 , D 3 и D 4 имеют обратное смещение. Следовательно, диод D 2 пропускает электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатору С 2 и заряжает его.Конденсатор C 2 заряжается до удвоенного пикового напряжения входной сигнал (2В м ). Это потому, что заряд (V m ) хранится в конденсаторе С 1 разряжается во время отрицательный полупериод.

Следовательно, то конденсатор С 1 напряжение (В м ) и входное напряжение ( В, В) добавлено к конденсатору С 2 Я.e Напряжение конденсатора + входное напряжение = В м + В м = 2V м . В итоге конденсатор С 2 заряжает до 2В м .

В течение секунды положительный полупериод:

Во время второй положительный полупериод диод D 3 прямое смещение и диоды D 1 , D 2 и D 4 имеют обратное смещение. Диод D 1 есть обратное смещение, потому что напряжение на X отрицательное из-за заряженное напряжение В м , через C 1 а, диод D 2 и D 4 являются обратное смещение из-за их ориентации. В следствии, напряжение (2 В м ) на конденсаторе С 2 разряжается. Этот заряд потечет на конденсатор C 3 и заряжает его таким же напряжением 2В м .

В течение секунды отрицательный полупериод:

Во время второй отрицательный полупериод, диоды D 2 и D 4 имеют прямое смещение, тогда как диоды D 1 и D 3 имеют обратное смещение. В итоге заряд (2В м ) хранится в конденсаторе С 3 разряжается. Этот заряд потечет на конденсатор C 4 и зарядит он на такое же напряжение (2В м ).

конденсаторы C 2 и C 4 включены последовательно, а выход напряжение снимается на двух последовательно соединенных конденсаторах C 2 и C 4 . Напряжение на конденсатор C 2 составляет 2 В м и конденсатор C 4 2V м . Таким образом, полное выходное напряжение равно сумма конденсатора C 2 напряжения и конденсатора C 4 напряжение I.е. С 2 + С 4 = 2 В м + 2V м = 4V м .

Следовательно, то полное выходное напряжение, полученное в счетчике напряжения, составляет 4В м что в четыре раза больше подаваемого входного напряжения.

Приложения умножителей напряжения

Напряжение множители используются в:

  • Катод Рентгеновские трубки (ЭЛТ)
  • Путешествие волновые трубки
  • Лазер системы
  • Рентген системы
  • ЖК-дисплей подсветка
  • вольт мощность расходные материалы
  • Мощность расходные материалы
  • Осциллографы
  • Частица ускорители
  • Ионные насосы
  • Копировать станки

Что такое удвоитель напряжения? - Типы и сравнение полуволнового и двухполупериодного удвоителя напряжения

Удвоитель напряжения - это устройство, которое подает двойное пиковое напряжение (максимальное напряжение ). Он состоит из схемы конденсаторного фильтра, которая обеспечивает двойное постоянное напряжение по сравнению с пиковым входным переменным напряжением. Удвоители напряжения имеют большое значение в устройствах, требующих высокого напряжения и низкого тока. Некоторые из устройств, которые попадают в эту категорию, - электронно-лучевые осциллографы , кинескоп , используемые в телевизионных приемниках и дисплеях компьютера .

Полуволновой удвоитель напряжения

Полуволновой удвоитель напряжения состоит из двух диодов D1 и D2 и двух конденсаторов C1 и C2.Когда положительный цикл переменного тока приближается к цепи, верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является положительной, а нижняя часть вторичной обмотки - отрицательной. Это заставляет диод D1 работать в режиме прямого смещения.

Когда диод D1 смещен в прямом направлении, он ведет себя как короткое замыкание, и поэтому конденсатор C1 начинает заряжаться. Пусть напряжение переменного тока равно V smax , тогда конденсатор C1 также заряжается до своего пикового значения, то есть V smax. Полярность напряжения на конденсаторе C1 показана на диаграмме ниже.

Во время положительной половины цикла переменного тока диод D2 смещен в обратном направлении, поэтому диод D2 становится разомкнутой, а конденсатор C2 остается незаряженным.

Это происходит потому, что, когда верхняя часть вторичной обмотки трансформатора положительна, клемма P диода D1 положительна, а клемма N отрицательна, что приводит к прямому смещению диода. Напротив, N-вывод диода D2 положительный, а его P-вывод отрицательный, что делает диод D2 обратным смещением.

Во время отрицательного полупериода сигнала переменного тока диод D1 будет смещен в обратном направлении, потому что в этом случае верх вторичной обмотки трансформатора является отрицательным, а низ вторичной обмотки трансформатора положительным.

Следовательно, диод D2 будет смещен в прямом направлении. Таким образом, конденсатор C1 не будет заряжаться во время отрицательного полупериода, в то время как конденсатор C2 будет заряжаться до своего пикового значения.

Чтобы определить напряжение на конденсаторе C2, применим закон Кирхгофа к цепи, начиная с нижней точки вторичной обмотки трансформатора и двигаясь по часовой стрелке.

-V smax - V c1 - V c2 = 0

или V c2 = V smax + V C1

= V smax + V smax

= 2 В smax

Теперь конденсатор C1 заряжается до smax В, а конденсатор C2 заряжается до 2V smax. Во время отрицательной половины сигнала переменного тока, когда диод D2 смещен в обратном направлении, конденсатор разряжается через нагрузку.Таким образом, полученное таким образом выходное напряжение составляет 2 В smax. Таким образом, создаваемое таким образом выходное напряжение вдвое превышает входное переменное напряжение, поэтому оно называется удвоителем напряжения .

Полноволновой удвоитель напряжения

В двухполупериодном выпрямителе, когда положительный цикл сигнала переменного тока подается на вторичную обмотку трансформатора, диод D1 смещается в прямом направлении, и конденсатор C1 начинает заряжаться. Конденсатор C1 заряжается до своего пикового напряжения, т.е.V smax . И диод D2 будет смещен в обратном направлении в течение первой половины сигнала переменного тока. Таким образом, диод D2 будет разомкнутой цепью, поэтому конденсатор C2 не будет заряжаться во время этой фазы входного переменного тока.

Когда отрицательный полупериод переменного тока применяется к схеме двухполупериодного удвоителя напряжения, диод D2 будет смещен в прямом направлении. Благодаря этому конденсатор С2 начинает заряжаться. Он будет заряжаться до своего пикового значения, а полярность будет такой же, как показано на диаграмме.

Теперь оба конденсатора C1 и C2 заряжены до максимального значения Vsmax. Когда нагрузка подключена к выходной клемме, конденсатор разряжается через нагрузку. Таким образом, полное напряжение будет иметь вид: -

Общее напряжение = Напряжение на C1 (В c1 ) + Напряжение на C2 (В c2 )

Напряжение на нагрузке (В L ) = Vsmax + Vsmax

В L = 2 В smax

Таким образом, окончательное напряжение на выходе вдвое превышает входное.Таким образом, он называется двухполупериодным удвоителем напряжения.

Преимущество полноволнового удвоителя напряжения перед полуволновым удвоителем напряжения

Частота пульсаций выходного сигнала, полученного двухполупериодным удвоителем напряжения , равна удвоенным частоту пульсаций выходного сигнала, полученного схемой полуволнового удвоителя напряжения . Таким образом, эти более высокие частоты пульсации могут быть легко отфильтрованы по сравнению с пульсациями низких частот.

Недостаток полноволнового удвоителя напряжения перед полуволновым удвоителем напряжения

Единственным недостатком двухполупериодного удвоителя напряжения является то, что он не обеспечивает общей точки между входными и выходными линиями для заземления . А в случае полуволнового удвоителя напряжения между входными и выходными линиями есть общая точка. Таким образом, заземление схемы возможно и проще в случае схемы полуволнового удвоителя напряжения.

В приведенной ниже таблице представлено сравнение полуволнового удвоителя напряжения и двухполупериодного удвоителя напряжения. Хотя обе схемы обеспечивают двойное напряжение питания, каждая из этих двух схем имеет некоторые преимущества и недостатки. Таким образом, его следует использовать в приложении с учетом его плюсов и минусов.

Сравнение полуволновых и полноволновых удвоителей напряжения

Параметры Полуволновой удвоитель напряжения Полноволновой удвоитель напряжения
Частота пульсации Частота входного сигнала (f) Двойная частота входного сигнала (2f)
Содержание пульсации Высокая Низкая
Регулировка напряжения Плохо Лучше, чем полуволновой удвоитель напряжения
Общая точка между входными и выходными линиями для заземления Доступно Недоступно
Максимальное напряжение на каждом конденсаторе 2Vsmax Vsmax
Рейтинг PIV 2Vsmax 2Vsmax

Кроме того, мы можем получить даже трехкратное и четырехкратное входное напряжение. Это можно сделать, изменив схему удвоителя, добавив диоды и конденсатор.

Множители напряжения

- полуволновый удвоитель напряжения, утроитель напряжения, четырехкратный регулятор напряжения

В схеме умножителя напряжения два или более пиковых выпрямителя каскадно соединены для создания постоянного напряжения, равного умножителю пикового входного напряжения V p , 3 V p , 4 V p .

ДВИГАТЕЛЬ ПОЛОВИННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Умножитель напряжения, выход которого d.c. напряжение в два раза превышает пиковое значение переменного тока. входное напряжение, называется удвоителем напряжения ниже. На рисунке показана схема полуволнового удвоителя напряжения.

Полуволновой удвоитель напряжения

Во время положительного полупериода входного сигнала диод DI проводит, а диод D 2 отключается, заряжая конденсатор CI до пикового выпрямленного напряжения, т. Е. В м . Во время отрицательного полупериода диод D 1 отключается, а диод D 2 проводит зарядный конденсатор C 2 .Можно отметить, что во время отрицательного полупериода напряжение на конденсаторе C, 1 находится последовательно с входным напряжением. Следовательно, полное напряжение, подаваемое на конденсатор C 2 , равно 2V m во время отрицательного полупериода.

На следующем положительном полупериоде диод D 2 будет непроводящим, и конденсатор разрядится через нагрузку. Если к конденсатору C 2 не подключена нагрузка, оба конденсатора остаются заряженными до своих полных значений (т.е.е., C 1 до V м и C 2 до 2V м ). Можно отметить, что оба диода D 1 и D 2 имеют пиковое обратное напряжение (PIV) 2V m каждый.

Двухполупериодный удвоитель напряжения

На рисунке выше показана еще одна схема удвоителя напряжения, известная как двухполупериодный удвоитель напряжения. В этой цепи во время положительного полупериода a.c. входное напряжение, диод D 1 проводит зарядный конденсатор CI до пикового напряжения В м с соблюдением полярности. Диод D 2 в это время отключен.
Во время отрицательного полупериода диод D 2 проводит (в то время как D 1 находится в отключенном состоянии) зарядный конденсатор C 2 до В м . Если к выходу подключена нагрузка, то выходное напряжение равно 2V m .Однако, если нагрузка подключена, то напряжение будет меньше 2V m .

ТРИПЛЕР НАПРЯЖЕНИЯ

Во время первого положительного полупериода конденсатор C 1 заряжается через диод D 1 до пикового напряжения В м . Во время отрицательного полупериода конденсатор C 2 заряжается через диод D 2 до удвоенного пикового напряжения 2V m , создаваемого суммой напряжений на конденсаторе C 1 и входном сигнал.

Схема тройника напряжения

Во время второго положительного полупериода диод D 2 проводит, и напряжение на конденсаторе C 2 заряжает конденсатор C 3 до того же 2V m пиковое напряжение. Тройной выход, взятый на C 1 и C 3 , соединенных последовательно, выходное напряжение в три раза превышает входное.

ЧЕТВЕРКА НАПРЯЖЕНИЯ

Добавление еще одной секции диод-конденсатор к тройнику напряжения дает выходное напряжение, в четыре раза превышающее пиковое напряжение.Принципиальная схема показана на рисунке ниже.

Счетверенная схема напряжения

В такой схеме C 1 заряжается до В м , через D 1 , C 2 заряжается через D 2 , C 3 и C 4 зарядов через D4, C 2 , C 3 и C 4 зарядов через 2V m . Выходные данные 4 V m взяты для C 2 и C 4 .

Частота пульсаций в два раза больше входной частоты.

Теоретически не существует верхнего предела возможного увеличения напряжения. Но на практике есть предел, потому что общая емкость становится большой для поддержания желаемого постоянного тока. мощность, за исключением очень легких нагрузок.

Приложение

Умножители напряжения используются в высоковольтных и слаботочных приложениях, например, для ускорения в электронно-лучевой трубке.Обычно они используются там, где напряжение питания и нагрузка остаются постоянными.

Удвоитель напряжения - Симулятор схем

Почему удвоитель напряжения?

Узнайте о удвоителе напряжения, чтобы улучшить свои навыки и самостоятельно разрабатывать проекты электроники.

Где взять электрическую схему удвоителя напряжения с пояснением?

IndiaBIX предоставляет вам множество полностью решенных схем удвоителя напряжения с подробным объяснением и принципами работы.

Как сконструировать удвоитель напряжения (электронная схема)?

Вы можете легко спроектировать схему удвоителя напряжения, выполняя упражнения, приведенные ниже. Здесь вы можете проектировать и моделировать свои собственные электронные схемы с помощью этого онлайн-конструктора схем и симулятора.


Описание схемы:

В этой схеме используются диоды и конденсаторы для генерации 28 В из входного сигнала 15 В.Ток со входа протекает через верхний диод в одном направлении, заряжая верхний конденсатор; диод предотвращает разряд конденсатора, когда входной сигнал становится отрицательным. Нижняя пара диод / конденсатор работает таким же образом для отрицательной части входного цикла. - Кредиты: г-н Пол Фалстад.





Мубарак сказал: (28 сентября, 2011)
Эта схема работает только при более высоких напряжениях. . это для более 10В .. если вы проверите его на 1В .. это не даст более высокого напряжения ..

Ананд сказал: (4 ноября, 2011)
@Mubarak: Кремниевые диоды «открываются» при напряжении от 0,6 до 0,8 В. Так что оба диода будут «кушать» около 1,6В. Если входной сигнал ниже этого порога, усиливать уже нечего.

@Шахид сказал: (17 ноября, 2013)
Влияет ли входная частота на напряжение?

Ким сказал: (12 декабря, 2013)
Для любого заданного размера крышки входная частота будет изменять ток, который может быть отключен. Помните, что это зарядный насос, который может полностью сбросить заряд только одного конденсатора за цикл.

Гаурав сказал: (17 декабря, 2013)
Влияет ли сопротивление нагрузки на выходное напряжение?

Патель Арун сказал: (1 февраля, 2014)
К какому типу входа мы должны подключить этот переменный или постоянный ток?

Сурья сказал: (26 марта, 2014)
Какие типы диодов и конденсаторов здесь используются?

Эвелин сказала: (17 октября, 2014)
Какая формула будет использоваться для конденсатора, если на входе источник постоянного тока?

Эссет сказал: (6 ноября, 2014)
Какое будет выходное напряжение, если конденсаторы убрать?

Карлз сказал: (18 декабря, 2014)
В этой схеме будет работать любой тип диодов, но это зависит от скорости переключения. , Лучше подойдет диод 1n4148.

Мухаммед Али сказал: (23 сентября, 2015)
Какое программное обеспечение используется и степень точности?

Угвуани Валентин сказал: (30 октября, 2015)
Будет ли он работать от постоянного тока в переменный?


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *