Выпрямитель с удвоением напряжения схема. Удвоители напряжения: принцип работы, типы схем и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое удвоитель напряжения. Как работает схема удвоения напряжения. Какие существуют типы удвоителей напряжения. Где применяются удвоители напряжения. Преимущества удвоителей напряжения перед трансформаторными схемами.

Содержание

Что такое удвоитель напряжения и как он работает

Удвоитель напряжения — это электронная схема, которая преобразует переменное напряжение в постоянное напряжение, примерно вдвое превышающее амплитуду входного переменного напряжения. Принцип работы удвоителя напряжения основан на заряде конденсаторов в разные полупериоды входного переменного напряжения.

Типовая схема удвоителя напряжения включает в себя:

Два диода
Два конденсатора
Источник переменного напряжения

Работа схемы происходит следующим образом:

В положительный полупериод входного напряжения заряжается первый конденсатор через первый диод.
В отрицательный полупериод заряжается второй конденсатор через второй диод. При этом напряжение на нем складывается с напряжением на первом конденсаторе.

В результате на выходе схемы формируется постоянное напряжение, примерно равное удвоенной амплитуде входного переменного напряжения.

Таким образом, удвоитель напряжения выполняет функции повышающего трансформатора и выпрямителя одновременно. При этом он имеет ряд преимуществ перед трансформаторными схемами.

Основные типы схем удвоителей напряжения

Существует несколько основных типов схем удвоителей напряжения:

Полупериодный удвоитель напряжения

Самая простая схема, работающая только в один полупериод входного напряжения. Имеет большие пульсации выходного напряжения.

Двухполупериодный удвоитель напряжения

Более совершенная схема, работающая в оба полупериода. Обеспечивает меньший уровень пульсаций на выходе.

Мостовой удвоитель напряжения

Схема на основе диодного моста. Отличается хорошим коэффициентом сглаживания выходного напряжения.

Каскадный удвоитель напряжения

Позволяет получить коэффициент умножения напряжения больше двух за счет каскадного соединения нескольких ступеней удвоения.

Преимущества удвоителей напряжения

По сравнению с трансформаторными схемами удвоители напряжения обладают рядом преимуществ:

Меньшие габариты и вес
Более низкая стоимость
Возможность получения высоких напряжений
Простота наращивания выходного напряжения
Возможность получения отрицательного выходного напряжения

Это делает удвоители напряжения привлекательным решением во многих применениях, где требуется высокое постоянное напряжение при малых токах нагрузки.

Области применения удвоителей напряжения

Удвоители напряжения нашли широкое применение в различных областях техники:

Источники питания электронно-лучевых трубок в телевизорах и осциллографах
Высоковольтные источники для рентгеновских аппаратов

Блоки питания копировальных аппаратов и лазерных принтеров
Источники высокого напряжения для электростатических фильтров
Зарядные устройства для конденсаторных накопителей энергии
Высоковольтные источники для научных экспериментов

Во всех этих применениях удвоители напряжения позволяют получить высокое постоянное напряжение при относительно низком входном переменном напряжении.

Как рассчитать удвоитель напряжения

При расчете удвоителя напряжения необходимо учитывать следующие параметры:

Амплитуду входного переменного напряжения
Требуемое выходное напряжение
Максимальный ток нагрузки
Допустимый уровень пульсаций выходного напряжения

Основные этапы расчета включают:

Выбор типа схемы удвоителя напряжения
Расчет требуемой емкости конденсаторов
Выбор диодов с необходимыми параметрами
Расчет фильтра для сглаживания пульсаций

При правильном расчете можно получить удвоитель напряжения с высоким КПД и малыми пульсациями выходного напряжения.

Особенности применения удвоителей напряжения

При использовании удвоителей напряжения следует учитывать некоторые их особенности:

Выходное напряжение зависит от тока нагрузки
Требуется тщательный выбор диодов и конденсаторов
Необходима защита от перенапряжений
Желательно применение фильтров для снижения пульсаций

При правильном проектировании эти особенности не являются существенными недостатками. Поэтому удвоители напряжения остаются востребованным решением во многих областях применения.

Заключение

Удвоители напряжения представляют собой эффективное решение для получения высокого постоянного напряжения из низкого переменного. Они обладают рядом преимуществ перед трансформаторными схемами и находят широкое применение в различных областях техники. При правильном расчете и проектировании удвоители напряжения обеспечивают высокие технические характеристики и надежность работы.

Выпрямители с умножением (умножители) напряжения

Выпрямители с умножением (умножители) напряжения

До сих пор рассматривались процессы выпрямления и сглаживания напряжений с целью получить источник выпрямленного напряжения, способный обеспечивать питание потребителей значительными по величине токами с минимальными уровнями шумов.

С другой стороны, иногда необходимо в определенной точке схемы иметь высоковольтное постоянное напряжение, при этом величина тока потребления может потребоваться очень малой, или уровень шумов не будет иметь особого значения. Типичными примерами могут служить оконечные каскады формирования сверхвысокого напряжения, используемые в кинескопах телевизоров (напряжения порядка 10 — 25 кВ), аналоговых осциллографов (порядка 10 кВ), либо напряжения смещения поляризации, используемые в электростатических громкоговорителях (порядка 5 кВ).

Впервые умножители напряжения понадобились физикам для создания ускоряющего напряжения 800 кВ, для проверки гипотезы, что столкновение ускоренных ионов водорода с мишенью способно на практике генерировать мягкое рентгеновское излучение. Многозвенная схема выпрямления Коккрофта-Уолтона (Cockcrofl-Walton), или схема умножителя напряжения (рис. 6.24), могла быть продолжена до бесконечности, при этом каждая ступень теоретически добавляла к выходному напряжению величину, равную √2V_m(RMS)однако стабилизация выходного напряжения оставляла желать лучшего. Каждый диод должен был иметь рабочее напряжение, превышающее значение √2V_m(RMS). К сожалению, все конденсаторы, за исключением самого нижнего, должны иметь рабочие напряжения, превышающие значение 2√2V_m(RMS). Дополнительно к этому существует еще одна проблема: так как последующие конденсаторы заряжаются переключением выпрямителя, что приводит к частичному разряду самого нижнего конденсатора, то величина емкости этого конденсатора должна быть увеличена, чтобы компенсировать падение напряжения.

Рис. 6.24 Схема умножителя напряжения

Несмотря на то, что умножители напряжения были разработаны для получения сверхвысоких напряжений, они могут с успехом использоваться, например, для создания отрицательного смещения на сетках, а, например, в схеме стереофонического усилителя мощности Roger Cadet с номинальной мощностью 6 Вт используется схема удвоителя напряжения для получения основного высоковольтного напряжения. Существует два основных варианта схемы выпрямления с удвоением напряжения, показанных на рис. 6.25.

Рис. 6.25 Разновидности выпрямителей с удвоением напряжения

Стандартная схема удвоителя напряжения представляет усеченный вариант схемы лестничного типа Коккрофта-Уолтона (рис. 6.24). Она может подключаться параллельно к самой обычной схеме выпрямителя с трансформатором, имеющим отвод от средней точки, и позволяет получить дополнительное (более высокое по значению) высоковольтное напряжение, например, для поляризации специализированного высокочастотного электростатического громкоговорителя.

Преимущество так называемого «плавающего» удвоителя напряжения заключается в том, что в схеме используются два совершенно идентичных конденсатора, номинальное напряжение которых рассчитано на половину выходного напряжения, однако, рабочие напряжения диодов должны иметь значения, превышающие 2√2V_m(RMS).Так как каждый из конденсаторов заряжается попеременно только в течение одного полупериода, напряжение пульсаций вдвое превышает значение соответствующего выпрямленного напряжения. Так как напряжения пульсаций двух конденсаторов оказываются включенными последовательно, происходит суммирование и удвоение напряжений пульсаций. Таким образом, для данного значения напряжения пульсаций, в плавающей схеме удвоения напряжения необходимо, чтобы каждый из конденсаторов имел вчетверо большее значение емкости по сравнению со стандартной схемой двухполупериодного выпрямления.

Удвоение напряжения — Источники питания

Олег

Member

Саша1965
Местный

I2=2*1.4Iн, а лучше с небольшим запасом.
На схеме Олега уже есть сглаживающий — два сглаживающих кондёра.
Чем больше ёмкость, тем больше амплитуда импульсов тока подзарядки, я не злоупотреблял — для Iн 240мА брал 2*220u (неплохо и 2*470u), далее активный фильтр.
Много лет использую эту схему для питания анодных цепей мощных сценических услителей.Автор этой схемы -Латур.Она так и называется -схема Латура.Площадь сечения вторичной обмотки берите больше в 2 раза,по сравнению со схемами,где удвоение не применяется.Не ошибётесь.Плотность тока возьмите 3А/мм кв.Пользовался сотни раз этой схемой -никогда не подводила.
Очень удобно,особенно с эл.конденсаторами можно сделать с хорошим запасом по эл. прочности.
А что подразумевается под I-два? Действующее значение, максимальное пиковое ? Для расчета сечения провода вторички по моему берут действующее, тепловая инерция провода велика, зарядные пики его не перегреют.
Хотя, с другой стороны, нагрев пропорционален I в квадрате на время. Если ток вырос в 10 раз, нагрев — в100, со временем не вполне ясно, но понятно, что уменьшается не в квадратичной зависимости.
Получается указываемый ток-расчетный по нагреву, условный так сказать?
Конечно, имеется в виду действующее, оно же среднеквадратичное, оно же эффективное, оно же — RMS. Ибо только оно вызывает нагрев.
И вопрос в #1 именно о том, какое сечение провода выбрать для силового трансформатора по току, т.е. по нагреву.
Пермяк спасибо, а по ОППВ есть такая табличка? И по расчету транса для ОППВ не встречал ничего, я понимаю, что постоянная составляющая на обычном трансе в насыщение введет, первичка ж сгорит. Как люди ОППВ делают, непонятно. Я напрямую от сети пробовал, очень улучшился звук.
pantelei4 а после кена и нельзя большие емкости ставить, некоторые кены больше 4мкф. по паспорту не рекомендуется.Далее, после резистора/дросселя-пожалуйста.
Именно так.
Если нагрузка неизменна, то чем больше Ргаб, тем меньше Rтр, тем меньшее требуется U2 (EII), но зато возрастает ток I2.
А чем больше Сф, тем так же бОльшим будет ток через вторичку I2.
Приведённые в «шпаргалке» формулы во многом эмпирические, имхо: из реалий того времени.
транс тс250-2м, диоды д226в, кондеры 2х470мкф 200В последовательно и 6х220мкф 200В последовательно и впаралель. подключил на 5-5′ (190В-210В) по схеме из первого поста. имею на выходе 180В и транс греется жутко. в чем причина такого поведения?
внезапно, я б сказал… (с)
проверка диодов выдала преступника! один из использовавшихся был просто неисправен. звонился только если пошевелить анод, при чем звонился накоротко и в обе стороны. утром куплю более мощные диоды с кондерами «повысоковольтнее» и в путь… Спасибо Вам Stan Marsh
честно говоря думал диоды выдержат… и, пардон, использовались д226б. они по напряжению на 100В больше выдерживают чем д226в(300В). ток — 300мА. БП собираю анодный со смещением для РР на 6п36с.
Я Вам писал, что конденсаторы должны быть на достаточное напряжение, лучше с запасом — 400В, учитывая напряжение ХХ.
И о диодах писал — не менее 1А.
Физику в школе изучают, тогда не будет пусто-густо. В-)
Ламповый сайт И. Клубкова http://igdrassil.narod.ru
http://igdrassil.narod.ru/audio/tips/index.html
Статья Никитина «Электропитание аудиоаппаратуры: мифы и реальность.»
И многое другое, нужное и полезное.
Я секрет один открою — чтобы делать что-то правильно и хорошо, умные книжки читать необходимо, изучать теорию и думать, а не лезть вслепую методом тыка.
да помню я…помню…)))
просто под рукой больше ничего не оказалось вот я и понаподключал кондеров последовательно и паралельно вдоль и поперек)))
с диодами то же самое. запаралелил 300мА чтобы больший ток держали. вот они и держат. только как бонус имеем не ту напругу на выходе:lol:
Вы думаете о создании испытательного оборудования высокого постоянного напряжения? Такое устройство необходимо для тестирования или создания электроники и устройств, требующих высокого постоянного напряжения, таких как микроволновые печи и электронно-лучевые трубки. Хотя для этой задачи можно использовать повышающий трансформатор и выпрямитель, трансформаторы являются тяжелыми и дорогими компонентами. Как таковые, они не обеспечивают лучшее решение. Двойник напряжения — лучшая альтернатива, для сборки которой требуется всего несколько компонентов. Мы изложили все детали, если вы хотите построить его для своего проекта. Но сначала давайте разберемся с определением и типами удвоителей напряжения.
Что такое удвоитель напряжения?
Удвоитель напряжения представляет собой схему умножения напряжения с коэффициентом умножения, равным двум. Он принимает переменное напряжение в качестве входного, а затем выдает постоянное напряжение, эквивалентное удвоенному пиковому входному напряжению.
При этом схема делает две вещи. Он берет на себя роль повышающего трансформатора, повышая пиковое напряжение переменного тока, и выпрямителя, поскольку он преобразует переменный ток в постоянный.
Конструкция удвоителя напряжения
Источник: Викисклад.
Поскольку они являются умножителями напряжения, удвоители составляют основные строительные блоки или отдельные ступени схем более высокого порядка.
Четверное напряжение (обратите внимание на четыре диода и конденсаторы)
Источник: Wikimedia Commons.
Вы можете каскадировать аналогичные ступени для создания тройников напряжения, четверок и т. д. У тройного напряжения три диода и конденсатора, а у четверного — по четыре. Схема может масштабироваться вверх, чтобы достичь любого напряжения, необходимого для проекта.
Как работает схема удвоения напряжения?
Удвоитель напряжения состоит из четырех дискретных компонентов, которые усиливают напряжение и направляют ток в одном направлении. Это два диода и два конденсатора.
Цепь удвоителя напряжения
Источник: Wikimedia Commons.
Компоненты схемы расположены так, что один из диодов становится проводником во время каждого цикла переменного напряжения. В положительный полупериод второй диод остается выключенным, поэтому только один конденсатор заряжается до пикового входного напряжения переменного тока.
Первый диод выключается во время отрицательного пика, но второй диод проводит ток и заряжает второй конденсатор. Однако в предыдущем цикле в схеме уже был заряжен конденсатор номер один. Следовательно, это напряжение добавляется к входящему напряжению переменного тока.
Результатом является удвоение пикового источника переменного напряжения на втором конденсаторе, но на этот раз постоянного, поскольку ток будет течь в одном направлении.
Таким образом, удвоитель действует как зарядный насос, выдавая 2Vin.
Типы удвоителей напряжения
Полупериодный удвоитель напряжения
Полупериодный удвоитель напряжения
Преимущества удвоителя напряжения
Более дешевая и легкая альтернатива трансформаторам.
Может создавать отрицательное напряжение, меняя полярность подключенных диодов и конденсаторов.
Простота увеличения коэффициента умножения напряжения за счет каскадного включения одинаковых удвоителей напряжения в цепи.
Цепь удвоителя напряжения постоянного тока
А вот и самое интересное. Если вы хотите построить схему удвоения постоянного напряжения (половину или полную волну), вам потребуются следующие компоненты:
Печатная плата (или макет и соединительные провода)
Два диода
Два конденсатора
Итак, как схема работает? Подробно рассмотрим схемы полуволнового и двухполупериодного удвоителей постоянного напряжения. Но сначала, вот как поступают входные данные.
Входное напряжение переменного тока
Поскольку форма волны переменного тока имеет положительные и отрицательные полупериоды, в приведенном ниже объяснении описывается, что происходит только в этих двух циклах. Удвоение происходит многократно, когда мощность поступает в цепь.
Форма волны переменного тока, показывающая непрерывные положительные и отрицательные полупериоды
Vm — пиковое напряжение, а Vin — входное напряжение. Vm = Vin при пиковом напряжении, поэтому в уравнениях будем использовать Vm.
Двухполупериодный удвоитель напряжения
При полярности, показанной на схеме ниже, входное напряжение смещает диод D2 в обратном направлении. Его сторона N подключается к положительной клемме, а сторона P подключается к отрицательной клемме источника переменного тока.
Полярность цепи удвоителя полупериодного постоянного напряжения во время положительного полупериода
С другой стороны, D1 смещен в прямом направлении, поскольку его стороны P и N подключены к положительной и отрицательной клеммам соответственно.
Таким образом, вы можете переосмыслить схему так, чтобы диод D1 образовывал короткое замыкание (проводящее соединение), а D2 — разомкнутую цепь. Вы можете использовать закон напряжения Кирхгофа, чтобы получить напряжение на конденсаторе C1 (Vc1).
Vm – Vc1 = 0
Итак, Vc1 = Vm
Во время отрицательного полупериода полярность меняется, как показано ниже.
Полярность цепи удвоителя напряжения полупериода постоянного тока во время отрицательного полупериода
Во время этой волны напряжение Vin смещает диод D2 в прямом направлении. Его стороны N и P подключаются к отрицательной и положительной клеммам соответственно. Однако D1 получает обратное смещение.
Таким образом, вы можете перерисовать диаграмму, где D1 образует разомкнутую цепь, а D2 образует короткое замыкание.
Используя закон напряжения Кирхгофа, мы можем определить напряжение на конденсаторе C2 по этой формуле.
-Vm – Vm + Vc2 = 0
-Vm – входное напряжение (при отрицательной полярности)
Второй Vm – это напряжение на конденсаторе C1, который зарядился во время предыдущего цикла.
Следовательно, Vc2 = Vm + Vm, что эквивалентно 2Vm.
Если вы подключите нагрузку к конденсатору C2, вы получите удвоенное пиковое входное напряжение, создавая эффект удвоения.
C1 действует как запоминающее устройство, потому что у него нет обратного пути к разрядке. Но во время отрицательного полупериода он последовательно подключается к источнику напряжения, поэтому напряжение двух источников суммируется.
Двухполупериодный удвоитель напряжения
Имея дело с двухполупериодным удвоителем, мы измеряем напряжение на обоих конденсаторах C1 и C2. Во время положительного цикла Vin смещает D1 вперед, а D2 — обратно.
Полярность цепи удвоителя напряжения двухполупериодного постоянного тока во время положительного полупериода
В этот период на D1 нет сопротивления, поэтому происходит короткое замыкание и зарядка конденсатора C1. Однако D2 действует как разомкнутая цепь из-за высокого сопротивления. Следовательно, C2 не заряжается.
Используя закон Кирхгофа,
Vm – Vc1 = 0
Следовательно, Vc1 = Vm
В отрицательный полупериод D1 смещается в обратном направлении, но полярность смещает D2 вперед.
Полярность цепи удвоителя напряжения двухполупериодного постоянного тока во время отрицательного полупериода
Применяя закон Кирхгофа,
-Vm + Vc2 = 0
Таким образом, Vc2 = Vm
Помните, что C1 был заряжен в предыдущем цикле, поэтому оба имеют пиковое напряжение Vm. Следовательно, если вы подключите нагрузку к обоим конденсаторам, вы получите 2 Вм.
В чем разница?
Если вы посмотрите на уравнения, они чем-то похожи, так в чем же разница между полуволновым и двухполупериодным удвоителями напряжения?
Первый заряжает конденсатор C1 во время первого цикла, затем разряжает его во время второго цикла. Это создает проблему создания напряжения пульсаций, равного частоте питания, что затрудняет сглаживание частоты пульсаций. Поэтому кривая выходного напряжения не очень гладкая.
Диаграмма пульсаций напряжения до и после сглаживания
Источник: Википедия
Однако двухполупериодный удвоитель напряжения действует скорее как два однополупериодных выпрямителя. Поэтому кривая выходного напряжения более плавная.
Стоит отметить, что как для полуволновых, так и для двухполупериодных цепей мы должны исходить из того, что конденсаторы C1 и C2 изначально не имеют заряда.
Применение удвоителя напряжения
Ионные насосы
Телевизионная CRT
рентгеновские системы
Копировальная машина
Рало радарные оборудование
Трубки верующих волн
Microwave Ovens
. потому что они дешевы в изготовлении и весят меньше, чем трансформаторы.
Тем не менее, схемы трансформатор-выпрямитель обеспечивают гораздо более плавные кривые выходного напряжения постоянного тока, но, учитывая плюсы и минусы каждой из них, удвоители напряжения имеют преимущество.
Кроме того, к удвоителю можно добавить схемы фильтров, чтобы сгладить выходной сигнал, чтобы он соответствовал комбинации трансформатор-выпрямитель.
Если вам нужны компоненты для изготовления этих схем, свяжитесь с нами, чтобы получить их по непревзойденным и доступным ценам.
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) равна двум, трем и более раз больше, чем амплитуда (пиковое значение) входного Напряжение.
или
умножитель напряжения представляет собой электронную схему, которая преобразует 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 высокое напряжение на выходе постоянного тока из низкого входное напряжение переменного тока.
Что такое множитель напряжения?
Напряжение множитель Блоки питания используются уже много лет. Уолтон и Кокрофт построил источник питания 800 кВ для ионного ускорителя в 1932. С тех пор используется умножитель напряжения. в первую очередь, когда требуются высокие напряжения и низкие токи. Использование схем умножения напряжения позволяет уменьшить габариты высоковольтный трансформатор и, в некоторых случаях, делает его можно обойтись без трансформатора.
последние технологические разработки позволили разработать умножитель напряжения, который эффективно преобразует низкого переменного напряжения в высокое постоянное напряжение, сравнимое с более обычная схема трансформатор-выпрямитель-фильтр.
Умножитель напряжения состоит из конденсаторов и диодов, подключены в разных конфигурациях. Напряжение множитель имеет разные ступени. Каждый этап состоит из один диод и один конденсатор. Эти схемы диодов а конденсаторы позволяют производить выпрямленные и фильтрованные выходное напряжение, амплитуда (пиковое значение) которого больше, чем входное переменное напряжение.
Типы множители напряжения
Напряжение множители подразделяются на четыре типа:
Полуволновые удвоитель напряжения
Полноволновый удвоитель напряжения
Напряжение тройник
Напряжение счетверенный
Как его название предполагает, что полуволновой удвоитель напряжения представляет собой напряжение схема умножителя, амплитуда выходного напряжения которого вдвое больше амплитуда 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.
При положительном полупериод:
Принципиальная схема однополупериодного удвоителя напряжения показана на рисунок ниже. В течение положительного полупериода диод D ₁ вперед пристрастный. Таким образом, он позволяет электрическому ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор С ₁ и заряжает его до пикового значения входного напряжения, т.е. В _м .
Однако, ток не протекает на конденсатор C ₂, потому что диод D ₂ обратный пристрастный. Так диод Д ₂ блокирует эл. ток течет к конденсатору C ₂ . Следовательно, в течение положительного полупериода конденсатор C ₁ заряжается, тогда как конденсатор C ₂ не заряжен.
При отрицательном полупериод:
Во время отрицательный полупериод, диод D ₁ обратный пристрастный. Так диод Д ₁ не позволит электр. ток через него. Таким образом, в течение отрицательной половины цикл, конденсатор C ₁ не будет заряжаться. Тем не менее, обвинение (В _m ) хранится в конденсаторе C ₁ уволен (освобожден).
Вкл. с другой стороны, диод D ₂ смещен в прямом направлении в течение отрицательного полупериода. Итак диод Д ₂ пропускает через себя электрический ток. Этот ток будет течь к конденсатору С ₂ и заряжает его. конденсатор С ₂ заряжается до значения 2 В 90 271 м 90 272, потому что входное напряжение В _м и конденсатор С ₁ напряжение В _м добавляется к конденсатор С ₂ . Следовательно, в течение отрицательной половины цикла конденсатор С ₂ заряжается от обоих входов напряжение питания В _м и конденсатор С ₁ напряжение В _м . Следовательно, конденсатор С ₂ заряжается до 2В _м .
Если нагрузка подключена к цепи на стороне выхода, заряд (2В _м ) хранится в конденсаторе С ₂ разряжается и поступает на выход.
Во время следующий положительный полупериод, диод D ₁ направлен вперед смещенная и диодная Д ₂ имеет обратное смещение. Итак конденсатор C ₁ заряжается до V _м, тогда как конденсатор C ₂ не будет заряжаться. Однако заряд (2В _м ) хранится в конденсаторе С ₂ разряжается и поступает на выходную нагрузку. Таким образом полупериодный удвоитель напряжения управляет напряжением 2В _м до выходная нагрузка.
конденсатор C ₂ снова заряжается в следующем полупериоде.
напряжение (2 В 90 271 м 90 272 ), полученное на выходе, равно вдвое больше входного напряжения (В _м ).
конденсаторы C ₁ и C ₂ в полуволновом удвоителе напряжения заряды в чередующихся полупериодах.
форма выходного сигнала полуволнового удвоителя напряжения почти похож на половинку волновой выпрямитель с фильтром. Единственная разница в том, амплитуда выходного напряжения полуволнового удвоителя напряжения в два раза 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 (либо положительный, либо отрицательный полупериод). В нашем В этом случае полупериодный удвоитель напряжения подает напряжение на выходная нагрузка в течение положительных полупериодов. Поэтому, выходной сигнал регулирования полуволны напряжения дублер плохой.
Преимущества полуволновой удвоитель напряжения
Высокий напряжения производятся от источника низкого входного напряжения без использования дорогие высоковольтные трансформаторы.
Недостатки двухполупериодный удвоитель напряжения
Большой пульсации (нежелательные колебания) присутствуют на выходе сигнал.
полная волна Удвоитель напряжения состоит из двух диодов, двух конденсаторов и источник входного переменного напряжения.
При положительном полупериод:
Во время положительный полупериод входного переменного сигнала, диод D ₁ имеет прямое смещение. Так диод Д ₁ позволяет электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор C ₁ и заряжает его до пикового значения входное напряжение I.e В _м .
Вкл. с другой стороны, диод D ₂ смещен в обратном направлении во время положительный полупериод. Значит диод Д ₂ не пропускают через него электрический ток. Следовательно, конденсатор C ₂ не заряжен.
При отрицательном полупериод:
Во время отрицательный полупериод входного переменного сигнала, диод D ₂ имеет прямое смещение. Итак, диод Д ₂ позволяет электрический ток через него. Этот ток будет течь к конденсатор C ₂ и заряжает его до пикового значения входное напряжение В _м .
Вкл. с другой стороны, диод D ₁ смещен в обратном направлении во время отрицательный полупериод. Значит диод Д ₁ не пропускают через него электрический ток.
Итак, конденсатор С ₁ и конденсатор C ₂ заряжаются при чередовании полуциклы.
выходное напряжение берется на двух последовательно соединенных конденсаторы С ₁ и С ₂ .
Если нагрузка не подключена, выходное напряжение равно сумме конденсатора C ₁ напряжения и конденсатора C ₂ напряжение С ₁ + С ₂ = В _м + V _м = 2V _м . При подключении нагрузки к выходные клеммы, выходное напряжение В _или будет быть несколько меньше 2В _м .
схема называется двухполупериодным удвоителем напряжения, потому что один из выходные конденсаторы заряжаются в течение каждой половины цикл входного напряжения.
Напряжение тройник
Утроитель напряжения можно получить, добавив еще один диодно-конденсаторный каскад к однополупериодному удвоителю напряжения схема.
Во время первого положительный полупериод:
Во время первый положительный полупериод входного сигнала переменного тока, диод Д ₁ смещен в прямом направлении, тогда как диоды D ₂ и D ₃ имеют обратное смещение. Следовательно, диод D ₁ пропускает через себя электрический ток. Этот ток будет течь к конденсатору С ₁ и заряжает его до пика значение входного напряжения I.e. В _м .
При отрицательном полупериод:
Во время отрицательный полупериод, диод Д ₂ вперед смещены, тогда как диоды Д ₁ и Д ₃ с обратным смещением. Значит, диод Д 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 входного сигнал (2В _м ). Это связано с тем, что заряд (V _м ) хранится в конденсаторе C ₁, разряжается во время отрицательный полупериод.
Следовательно, в конденсатор С ₁ напряжения (В _м ) и входное напряжение (В _м ) добавляется к конденсатору С ₂ То есть напряжение конденсатора + входное напряжение = В _м + В _м = 2В _м . В результате конденсатор С ₂ заряжает до 2В _м .
В течение секунды положительный полупериод:
Во время второй положительный полупериод, диод D ₃ с прямым смещением, тогда как диоды D ₁ и D ₂ имеют обратное смещение. Диод D ₁ с обратным смещением потому что напряжение на X отрицательно из-за заряженного напряжения В _м , по С ₁ и диод D ₂ смещен в обратном направлении из-за его ориентация. В результате напряжение (2В _м ) через конденсатор C ₂ разряжен. Этот заряд потечет на конденсатор C ₃ и зарядит его до одинаковое напряжение 2В _м .
конденсаторы С ₁ и С ₃ последовательно и выход Напряжение снимается с двух последовательно соединенных конденсаторов. С ₁ и С ₃ . Напряжение на конденсатор C ₁ равен V _m и конденсатор C ₃ 2В _м . Таким образом, общее выходное напряжение равно сумма напряжения конденсатора C ₁ и конденсатора C ₃ напряжение С ₁ + С ₃ = В _м + 2В _м = 3В _м .
Следовательно, в общее выходное напряжение, полученное в тройнике напряжения, составляет 3 В _м что в три раза больше, чем приложенное входное напряжение.
Напряжение счетверенный
учетверитель напряжения можно получить, добавив еще один диодно-конденсаторный каскад к схеме 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 , Д ₃ и D4 имеют обратное смещение. Следовательно, диод D ₁ пропускает через себя электрический ток. Этот ток будет течь к конденсатору С ₁ и заряжает его по максимуму значение входного напряжения I.e. В _м .
Во время первого отрицательный полупериод:
Во время первый отрицательный полупериод, диод D ₂ с прямым смещением и диодами D ₁ , D ₃ и D ₄ имеют обратное смещение. Следовательно, диод D ₂ пропускает через себя электрический ток. Этот ток будет течь к конденсатору С ₂ и заряжает его. конденсатор C ₂ заряжается до удвоенного пикового напряжения входной сигнал (2В _м ). Это связано с тем, что заряд (V _м ) хранится в конденсаторе C ₁, разряжается во время отрицательный полупериод.
Следовательно, в конденсатор С ₁ напряжения (В _м ) и входное напряжение (В _m ) добавляется к конденсатору C ₂ То есть напряжение конденсатора + входное напряжение = В _м + В _м = 2В _м . В результате конденсатор С ₂ заряжает до 2В _м .
В течение секунды положительный полупериод:
Во время второй положительный полупериод, диод D ₃ с прямым смещением и диодами Д ₁ , Д ₂ и D ₄ имеют обратное смещение. Диод Д ₁ есть смещен в обратном направлении, потому что напряжение на X отрицательно из-за напряжение заряда В _м , через C ₁ а, диод Д ₂ и Д ₄ обратное смещение из-за их ориентации. Как результат, напряжение (2В _м ) на конденсаторе С ₂ выписан. Этот заряд будет поступать на конденсатор C ₃ и заряжает его до того же напряжения 2В _м .
В течение секунды отрицательный полупериод:
Во время второй отрицательный полупериод, диоды Д ₂ и Д ₄ смещены в прямом направлении, тогда как диоды Д ₁ и Д ₃ имеют обратное смещение. В результате заряд (2В _м ) хранящийся в конденсаторе C ₃ разряжается. Этот заряд пойдет на конденсатор C ₄ и зарядит на такое же напряжение (2В _м ).
конденсаторы C ₂ и C ₄ включены последовательно и выход Напряжение снимается с двух последовательно соединенных конденсаторов. С ₂ и С ₄ . Напряжение на конденсатор C ₂ на 2 В _m и конденсатор C ₄ 2В _м . Таким образом, общее выходное напряжение равно сумма напряжения конденсатора C ₂ и конденсатора C ₄ напряжение С ₂ + С ₄ = 2В _м + 2В _м = 4В _м .
Следовательно, в общее выходное напряжение, полученное в учетверителе напряжения, равно 4 В _м что в четыре раза больше, чем приложенное входное напряжение.