Kas ir sprieguma reizinātāji?
Sprieguma reizinātājs attiecas uz elektrisko ķēdi, kas sastāv no diodēm un kondensatoriem, kas reizina vai palielina spriegumu, kā arī pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu, sprieguma reizināšana un strāvas labošana tiek veikta, izmantojot sprieguma reizinātājs . Strāvas labošana no maiņstrāvas līdz līdzstrāvai tiek panākta ar diode, un sprieguma pieaugums tiek panākts ar daļiņu paātrinājumu, dzenot lielu kondensatoru radīto potenciālu.
Sprieguma reizinātājs
Diodes un kondensatora kombinācija nodrošina pamata sprieguma reizinātāja ķēdes maiņstrāvas ievadi ķēdei no barošanas avota, kur strāvas un daļiņu paātrinājuma labošana ar kondensatoru dod paaugstinātu sprieguma līdzstrāvas izeju. Izejas spriegums var būt daudzkārt lielāks par ieejas spriegumu, tāpēc slodzes ķēdei jābūt ar augstu pretestību.
Šajā sprieguma divkāršotāja ķēdē pirmais diode koriģē signālu, un tā izeja ir līdzvērtīga maksimālajam spriegumam no transformatora, kas iztaisnots kā pusviļņu taisngriezis. Maiņstrāvas zīme ar kondensatora palīdzību papildus iegūst otro diodi, un kondensatora nodrošinātās līdzstrāvas perspektīvā tas liek otrā diodes izvadam sēdēt virs pirmā. Pa šīm līnijām ķēdes izeja ir divkārša transformatora maksimālais spriegums, mazāk diodes pilieni.
Ķēdes un idejas šķirnes ir pieejamas, lai nodrošinātu praktiski jebkura mainīgā sprieguma reizinātāja jaudu. Pielietojot to pašu noteikumu, ka viens taisngriezis tiek novietots virs alternatīva, un izmantojot kapacitatīvo savienojumu, tiek dota iespēja pakāpienu sistēmai virzīties uz priekšu.
Sprieguma reizinātāja klasifikācija:
Sprieguma reizinātāja klasifikācija ir balstīta uz ieejas sprieguma un izejas sprieguma attiecību, attiecīgi nosaukumi tiek doti arī kā
- Sprieguma divkāršotāji
- Sprieguma trīskāršotājs
- Spriegums četrkārtīgs
Sprieguma dubultošana:
Sprieguma divkāršotāja ķēde sastāv no divām diodēm un diviem kondensatoriem, kur katrai diodes-kondensatora ķēdes kombinācijai ir kopīgas pozitīvas un negatīvas izmaiņas, kā arī divu kondensatoru savienojums noved pie dubultā izejas sprieguma konkrētam ieejas spriegumam.
Spriegums dubultā
Līdzīgi, katrs pieaugums diodes-kondensatora kombinācijā reizina ieejas spriegumu, kur spriegums Tripler dod Vout = 3 Vin un sprieguma četrkāršais dod Vout = 4 Vin.
Izejas sprieguma aprēķins
Sprieguma reizinātāja izejas sprieguma aprēķins ir svarīgs, ņemot vērā sprieguma regulēšanu un svarīgs pulsācijas procents.
Vout = (kvrt 2 x Vin x N)
Kur
Vout = N pakāpes sprieguma reizinātāja izejas spriegums
N = nē. pakāpju (tas ir kondensatora skaits dalīts ar 2).
Izejas sprieguma pielietojums
- Katodstaru lampas
- Rentgena sistēma, lāzeri
- Jonu sūkņi
- Elektrostatiskā sistēma
- Ceļojošā viļņa caurule
Piemērs
Apsveriet scenāriju, kad ar 230 V ieeju ir nepieciešams 2,5 Kv izejas spriegums, tādā gadījumā ir vajadzīgs daudzpakāpju sprieguma reizinātājs, kurā D1-D8 dod diodes, un, lai sasniegtu, jāpievieno 16 kondensatori ar 100 uF / 400v 2,5 Kv izeja.
Izmantojot formulu
Vout = kvadrāts 2 x 230 x 16/2
= kvrt 2 x 230 x 8
= 2,5 Kv (aptuveni)
Iepriekš minētajā vienādojumā 16/2 norāda, ka nav kondensatoru / 2 norāda pakāpju skaitu.
2 praktiski piemēri
1. Sprieguma reizinātāja ķēdes darba piemērs augstsprieguma līdzstrāvas radīšanai no maiņstrāvas signāla.
Bloka diagramma, kurā parādīta sprieguma reizinātāja shēma
Sistēma sastāv no 8 pakāpju sprieguma reizinātāja. Kondensatori tiek izmantoti lādiņa uzglabāšanai, savukārt diodes tiek izmantotas labošanai. Pielietojot maiņstrāvas signālu, katram kondensatoram mēs iegūstam spriegumu, kas ar katru posmu aptuveni dubultojas. Tādējādi, mērot spriegumu pāri 1svsprieguma dubultotāja posms un pēdējais posms, mēs iegūstam nepieciešamo augstsprieguma . Tā kā izeja ir ļoti augstspriegums, to nav iespējams izmērīt, izmantojot vienkāršu multimetru. Šī iemesla dēļ tiek izmantota sprieguma dalītāja ķēde. Sprieguma dalītājs sastāv no 10 rezistoriem, kas savienoti virknē. Izvade tiek ņemta pāri pēdējiem diviem rezistoriem. Iegūtais rezultāts tiek reizināts ar 10, lai iegūtu faktisko produkciju.
2. Marksa ģenerators
Attīstoties cietvielu elektronikai, cietvielu ierīces kļūst arvien piemērotākas impulsu enerģijas lietojumiem. Tie varētu nodrošināt impulsa enerģijas sistēmām kompaktumu, uzticamību, augstu atkārtošanās ātrumu un ilgu kalpošanas laiku. Impulsu ģeneratoru pieaugums, izmantojot cietvielu ierīces, novērš ierasto komponentu ierobežojumus un sola impulsa enerģijas tehnoloģiju plaši izmantot komerciālos nolūkos. Tomēr tagad pieejamās cietvielu komutācijas ierīces, piemēram, MOSFET vai izolētais vārtu bipolārais tranzistors (IGBT), tiek novērtētas tikai līdz dažiem kilogramiem voltu.
Lielākajai daļai impulsa enerģijas sistēmu ir vajadzīgi daudz augstāki sprieguma rādītāji. Marx modulators ir unikāla ķēde, kas paredzēta sprieguma reizināšanai, kā parādīts zemāk. Tradicionāli tā izmantoja dzirksteļu spraugas kā slēdžus un rezistorus kā izolatorus. Tādēļ tam bija zems atkārtošanās ātrums, īss kalpošanas laiks un neefektivitāte. Šajā rakstā tiek ierosināts Marx ģenerators, kas izmanto cietvielu ierīces, lai apvienotu gan jaudas pusvadītāju slēdžu, gan Marx ķēžu priekšrocības. Tas ir paredzēts plazmas avotu jonu implantācijai (PSII) [1] un šādām prasībām: 
Mūsdienu Marx ģenerators, izmantojot MOSFET
Lai lasītu spriegumu un laika periodu, lūdzu, skatiet CRO ekrāna kārtojumu.
- No iepriekš minētā zemsprieguma demonstrācijas bloka mēs atrodam 15 voltu ievadi, 50% darba cikls punktā A iet (–Ve) arī attiecībā pret zemi. Tāpēc augstspriegumam ir jāizmanto augstsprieguma tranzistors. Šajā laikā visi C1, C2, C4, C5 Kondensatori tiek uzlādēti, kā redzams pie C, līdz 12 voltiem.
- Pēc tam, izmantojot pareizu komutācijas ciklu C1, C2, C4, C5, sērijveida savienojums tiek veikts caur MOSFET.
- Tādējādi mēs iegūstam (-Ve) impulsa spriegumu 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volti punktā D
Marx ģeneratoru pielietojums - augstsprieguma līdzstrāvas pēc Marx ģeneratora principa
Kā mēs zinām pēc Marx ģeneratora principa, kondensatori tiek sakārtoti paralēli, lai uzlādētos, un pēc tam savienoti ar virkni, lai attīstītu augstu spriegumu.
Sistēma sastāv no 555 taimera, kas darbojas astabilizētā režīmā, kas nodrošina izejas impulsu ar 50% darba ciklu. Sistēma sastāv no kopējās 4 pakāpju reizināšanas pakāpes, katrā pakāpē ietilpst kondensators, 2 diodes un MOSFET kā slēdzis. Diodes tiek izmantotas kondensatora uzlādēšanai. Augsts impulss no Tiek darbinātas 555 stundas diodes un arī optoizolatori, kas savukārt nodrošina iedarbinošus impulsus katram MOSFET. Tādējādi kondensatori ir savienoti paralēli, jo tie uzlādējas līdz barošanas spriegumam. Zems loģiskais impulss no taimera noved pie tā, ka MOSFET slēdži ir izslēgtā stāvoklī un tādējādi kondensatori ir savienoti virknē. Kondensatori sāk izlādēties, un katram kondensatoram tiek pievienots spriegums, radot spriegumu, kas ir 4 reizes lielāks nekā ieejas līdzstrāvas spriegums.
