Įtampos daugikliai

Įtampos daugikliai yra grandinės, kuriose gauname labai didelę nuolatinę įtampą iš žemos kintamosios įtampos maitinimo šaltinio, įtampos daugiklio grandinė sukuria įtampą daugkartine kintamosios srovės didžiausios įvesties įtampa, pavyzdžiui, jei kintamosios srovės įtampa yra 5 voltai, gausime 15 įtampos nuolatinės srovės išėjime, esant įtampos triplerio grandinei. Multimetras nuskaito tik kintamosios srovės įtampos (vidutinės įtampos) vertę, kad gautume smailės vertę, RMS reikšmę turime padauginti iš 1,414 (2 šaknis).

Paprastai transformatoriai yra skirti įtampai padidinti, tačiau kartais transformatoriai neįmanomi dėl jų dydžio ir kainos. Įtampos daugiklio grandines galima sukurti naudojant kelis diodus ir kondensatorius, todėl jos yra pigios ir labai efektyvios, palyginti su transformatoriais. Įtampos daugiklio grandinės yra gana panašios į lygintuvo grandines, kurios naudojamos kintamajai srovei konvertuoti į nuolatinę įtampą, tačiau įtampos daugiklio grandinės ne tik paverčia kintamąja į nuolatinę, bet ir gali sukurti labai AUKŠTĄ nuolatinę įtampą.

Šios grandinės yra labai naudingos ten, kur reikia sukurti didelę nuolatinę įtampą su mažos kintamosios srovės įtampa ir reikalinga maža srovė, pavyzdžiui, mikrobangų krosnelėse, televizoriaus ir kompiuterių CRT (katodinių spindulių vamzdžių) monitoriai. CRT monitoriui reikalinga aukšta nuolatinė įtampa su maža srove.

Visos bangos įtampos dubleris

Kaip rodo pavadinimas, įėjimo įtampa per šią grandinę padvigubėja. Operacija yra visos bangos įtampos dvigubiklis yra labai paprastas:

Teigiamo kintamosios srovės sinusoidinės bangos pusės ciklo metu diodas D1 yra priekinis ir D2 - atvirkštinis, todėl kondensatorius C1 įkraunamas per D1 iki didžiausios sinusinės bangos vertės (Vpeak). Neigiamo sinusinės bangos pusės ciklo metu D2 yra nukreiptas į priekį, o D1 - neobjektyvus, todėl kondensatorius C2 įkraunamas per D2 į Vpeak.

Dabar abu kondensatoriai įkraunami į Vpeak, taigi mes gauname 2 Vpeak (Vpeak + Vpeak) per C1 ir C2, be apkrovos. Jis pavadino „Full wave“ lygintuvą.

Pusinės bangos įtampos dvejintuvo grandinė

Anksčiau mes taip pat sukūrėme „Voltage Doubler“ grandinę su 555 laikmačiu „Astable“ režimu ir nuolatinės srovės šaltiniu. Šį kartą mes naudojame 220v AC ir 9-0-9 transformatorių, kad sumažintume 220v AC, kad galėtume pademonstruoti įtampos daugiklį ant lentos.

Per pirmąjį teigiamą sinusoidinės bangos (AC) pusės ciklą D1 diodas į priekį nukreipiamas į priekį, o kondensatorius C1 įkraunamas per D1. Kondensatorius C1 įkraunamas iki didžiausios kintamosios srovės įtampos, ty Vpeak.

Neigiamo sinusinės bangos pusės ciklo metu diodas D2 veda, o D1 - atvirkščiai. D1 blokuoja kondensatoriaus C1 iškrovimą. Dabar kondensatorius C2 įkraunamas kartu su kondensatoriaus C1 įtampa (Vpeak) ir neigiama kintamosios srovės įtampa, kuri taip pat yra Vpeak. Taigi kondensatorius C2 įkrauna iki 2Vpeak voltą. Taigi kondensatoriaus C2 įtampa yra du kartus didesnė už kintamosios srovės V maksimumą.

Kitame teigiamame cikle kondensatorius C2 iškraunamas į apkrovą, jei apkrova yra prijungta, ir įkraunama kitame cikle. Taigi galime pamatyti, kad jis įkraunamas per vieną ciklą ir išsikrauna kitame cikle, taigi pulsacijos dažnis yra lygus įėjimo signalo dažniui, ty 50 Hz (kintamosios srovės tinklas).

Įtampos triplerio grandinė

Norėdami sukurti įtampos „Tripler“ grandinę, mes turime tik pridėti dar vieną diodą ir kondensatorių prie pirmiau nurodytos pusės bangos įtampos dublerio grandinės pagal žemiau pateiktą schemą.

Kaip matėme įtampos dublerio grandinėje, tai, kad pirmojo teigiamo pusinio ciklo kondensatorius C1 įkraunamas į Vpeak, o kondensatorius C2 - į 2 Vpeak neigiamame pusės cikle.

Antrojo teigiamo pusmečio ciklo metu diodai D1 ir D3 vadovauja, o D2 - atvirkščiai. Tokiu būdu kondensatorius C2 įkrauna kondensatorių C3 iki tos pačios įtampos kaip ir pati, kuri yra 2 Vpeak.

Dabar kondensatoriai C1 ir C3 yra nuosekliai, o C1 įtampa yra Vpeak, o C3 įtampa yra 2 Vpeak, taigi C1 ir C3 nuosekliojo jungimo įtampa yra Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, ir gauname trigubą įėjimo įtampą Vpeak volt.

Keturių įtampų grandinė

Kadangi mes sukūrėme įtampos „Tripler“ grandinę, pridedant vieną diodą ir kondensatorių į pusės bangos įtampos dvigubinimo grandinę, vėl reikia tik pridėti dar vieną diodą ir kondensatorių prie „Voltage Tripler“ grandinės, kad būtų sukurta keturių įtampų grandinė (4 kartus didesnė už įėjimo įtampą).

„Tripler“ įtampos grandinėje matėme, kad kondensatorius C1 įkrautas į Vpeak per pirmąjį teigiamą pusės ciklą, C2 įkrautas iki 2 Vpeak neigiamame pusės cikle ir C3 taip pat įkrautas iki 2Vpeak per antrąjį teigiamą pusės ciklą.

Antrojo neigiamo pusinio ciklo metu diodai D2 ir D4 veda, o kondensatorius C4 į 2Vpeak įkraunamas kondensatoriumi C3, kuris taip pat yra 2 Vpeak. Mes gauname keturis kartus Vpeak (4Vpeak) per kondensatorius C2 ir C4, nes abu kondensatoriai yra 2 Vpeak.

Be įtampos daugiklis grandines, praktiškai įtampa yra ne visai Peak įtampos daug, todėl įtampa yra mažesnė nei kartotiniai nes kai įtampos kritimą Diodai, todėl atsiranda įtampa būtų:

Vout = daugiklis * Vpeak - įtampa krinta dioduose

Tokio tipo daugiklio grandinių trūkumas yra didelis bangų dažnis ir labai sunku išlyginti išvestį, nors naudojant didelę kondensatorių vertę galima sumažinti bangavimą. Grandinės privalumas yra tas, kad mes galime sukurti labai aukštą įtampą iš žemos įtampos maitinimo šaltinio.

Mes galime sukurti daug didesnę įtampą ir gauti 5 kartus, 6 kartus, 7 kartus ir daugiau, didžiausios kintamosios srovės įtampą, pridedant daugiau diodų ir kondensatorių. Mes taip pat galime sukurti aukštą neigiamą įtampą, tiesiog pakeisdami diodų ir kondensatorių poliškumą šioje grandinėje. Teoriškai įtampą galime dauginti be galo, tačiau praktiškai tai neįmanoma dėl kondensatorių talpos, mažos srovės, didelio bangavimo ir daugelio kitų veiksnių.

Vaizdo įrašas:

Pastabos:

Įtampa akimirksniu nesikartos, tačiau ji lėtai didės ir po kurio laiko ji bus nustatyta tris kartus įėjimo įtampa.
Kondensatorių įtampa turėtų būti bent dvigubai didesnė už įėjimo įtampą.
Išėjimo įtampa nėra tiksliai „Peak“ įėjimo įtampos kartotinė, ji bus mažesnė nei įėjimo įtampa.