Spanningsvermenigvuldiger
Wat als u de condensatoren parallel of één voor één oplaadt, ze vervolgens in serie aansluit en de resulterende batterij gebruikt als bron van hogere spanning? Maar dit is een bekende manier om de spanning te verhogen, vermenigvuldiging genoemd.
Met behulp van een spanningsvermenigvuldiger kan een hogere spanning worden verkregen uit een laagspanningsbron zonder dat hiervoor een step-up transformator nodig is. In sommige toepassingen werkt de transformator helemaal niet en soms is het veel handiger om een vermenigvuldiger te gebruiken om de spanning te verhogen.
In tv's die in de USSR zijn vervaardigd, kan bijvoorbeeld een spanning van 9 kV worden verkregen uit een lineaire transformator en dan al worden verhoogd tot 27 kV met behulp van een vermenigvuldiger UN9 / 27-1.3 (de markering betekent dat 9 kV wordt geleverd aan de ingang, Aan de uitgang wordt 27 kV bij een stroom van 1,3 mA verkregen).
Stel je voor dat je zo'n spanning voor een CRT-tv zou moeten krijgen met slechts één transformator? Hoeveel windingen moeten er in de secundaire wikkeling worden gewikkeld en hoe dik zal de draad zijn? Dit zou resulteren in een verspilling van materialen.Als gevolg hiervan blijkt dat voor het verkrijgen van hoge spanningen, als het vereiste vermogen niet hoog is, een vermenigvuldiger redelijk geschikt is.
Een spanningsvermenigvuldigingscircuit, of het nu gaat om laagspanning of hoogspanning, bevat slechts twee soorten componenten: diodes en condensatoren.
De functie van de diodes is om de laadstroom naar de respectieve condensatoren te leiden en vervolgens de ontlaadstroom van de respectievelijke condensatoren in de juiste richting te sturen, zodat het doel (een verhoogde spanning krijgen) wordt bereikt.
Natuurlijk wordt er een AC- of golfspanning op de vermenigvuldiger aangelegd en vaak wordt deze bronspanning van de transformator gehaald. En aan de uitgang van de vermenigvuldiger zal dankzij de diodes de spanning nu constant zijn.
Laten we eens kijken hoe de vermenigvuldiger werkt, met een verdubbelaar als voorbeeld. Wanneer de stroom helemaal aan het begin van de bron naar beneden gaat, wordt de nabijgelegen bovenste condensator C1 het eerst en het meest intensief opgeladen via de nabijgelegen onderste diode D1, terwijl de tweede condensator volgens het schema geen lading ontvangt, omdat deze wordt geblokkeerd door de diode.
En aangezien we hier een AC-bron hebben, gaat de stroom omhoog vanaf de bron, maar hier onderweg is die er wel opgeladen condensator C1, die nu in serie blijkt te staan met de source en via de diode D2 krijgt de condensator C2 een lading met een hogere spanning, dus de spanning daarop is hoger dan de amplitude van de source (minus de verliezen in de diode, in de draden, in het diëlektricum en andere.).).
Bovendien beweegt de stroom weer naar beneden vanaf de bron - condensator C1 wordt opgeladen.En als er geen belasting is, zal na een paar perioden de spanning over de condensator C2 op ongeveer 2 amplitudespanning van de bron worden gehouden. Evenzo kunt u meer secties toevoegen om hogere spanningen te krijgen.
Naarmate echter het aantal trappen in de vermenigvuldiger toeneemt, wordt de uitgangsspanning eerst hoger en hoger, maar neemt daarna snel af. In de praktijk worden meer dan 3 stappen zelden gebruikt bij vermenigvuldigers. Als u immers te veel stappen zet, zullen de verliezen toenemen en zal de spanning van verre secties minder zijn dan gewenst, om nog maar te zwijgen van het gewicht en de afmetingen van een dergelijk product.
Trouwens, spanningsverdubbeling wordt traditioneel gebruikt in magnetrons. APK (frequentie 50 Hz), maar verdrievoudiging, in veelvouden zoals UN, wordt toegepast op een hoogfrequente spanning gemeten in tientallen kilohertz.
Tegenwoordig zijn vermenigvuldigers goed ingeburgerd in veel technische gebieden waar hoogspanning met lage stroom vereist is: in laser- en röntgentechnologie, in backlight-systemen voor schermen, in stroomcircuits van magnetrons, in luchtionisatoren, deeltjesversnellers, in kopieertechnologie.