Množitelj napona: princip rada, dizajn sklopa

Sve više radioamateri su se zainteresirali za strujne krugove koji su izgrađeni na principu množenja napona. To zanimanje povezano je s pojavom na tržištu minijaturnih kondenzatora velikog kapaciteta i povećanja cijene bakrene žice koja se koristi za namatanje zavojnica transformatora. Dodatna prednost ovih uređaja je njihova mala veličina, što značajno smanjuje konačne dimenzije projektirane opreme. I što je multiplikator napona? Ovaj se uređaj sastoji od spojenih kondenzatora i dioda. U biti, to je AC pretvarač za izvor niskog napona u visoki istosmjerni napon. I zašto nam je potreban multiplikator napona istosmjerna struja?

sfera primjene

Takav uređaj našao je široku primjenu u televizijskoj opremi (u izvorima anodnog napona slikovnih cijevi), u medicinskoj opremi (kod napajanja lasera velike snage), u mjernoj opremi (instrumenti za mjerenje zračenja, oscilografi). Osim toga, koristi se u aparatima za noćno gledanje, u elektro-šok uređajima, kućnoj i uredskoj opremi (fotokopirni strojevi), itd. Množitelj napona je stekao takvu popularnost zbog mogućnosti stvaranja napona do desetaka, pa čak i stotina tisuća volti, te s manjim veličinama i mase uređaja. Još jedan važan plus navedenih uređaja je lakoća izrade.

Vrste programa

Razmatrani uređaji podijeljeni su na simetrične i asimetrične, multiplikatore prve i druge vrste. Simetrični multiplikator napona dobiva se spajanjem dva asimetrična kruga. Jedan takav sklop mijenja polaritet kondenzatora (elektrolita) i vodljivost dioda. Simetrični množitelj ima najbolje performanse. Jedna od glavnih prednosti je dvostruka vrijednost frekvencije valovitog rektificiranog napona.

Načelo djelovanja

Fotografija prikazuje najjednostavniju shemu poluvalnog uređaja. Razmotrite princip rada. Pod djelovanjem negativnog poluvremena napona kroz otvorenu diodu D1, kondenzator C1 počinje puniti do amplitudne vrijednosti primijenjenog napona. U tom trenutku, kada počinje razdoblje pozitivnog vala, kondenzator C2 se puni (preko diode D2) na dvostruku vrijednost primijenjenog napona. Na početku sljedećeg stupnja negativnog poluvremena, kondenzator C3 se puni - također do dvostruke vrijednosti napona, a kad se promijeni polu-period, kondenzator C4 se također puni na navedenu vrijednost. Pokretanje uređaja provodi se tijekom nekoliko puna razdoblja napona izmjenična struja. Izlaz je konstantna fizikalna veličina, koja je zbroj naponskih indeksa uzastopnih, stalno napunjenih kondenzatora C2 i C4. Kao rezultat toga, dobivamo vrijednost četiri puta veću od ulazne vrijednosti. Po ovom principu radi multiplikator napona.

Shema izračuna

Prilikom računanja potrebno je postaviti potrebne parametre: izlazni napon, snagu, izmjenični ulazni napon, dimenzije. Neka se ograničenja ne smiju zanemariti: ulazni napon ne smije prelaziti 15 kV, njegova frekvencija varira između 5-100 kHz, izlazna vrijednost ne smije prelaziti 150 kV. U praksi se koriste uređaji s izlaznom snagom od 50 W, iako je realno projektirati multiplikator napona s izlaznim indikatorom koji se približava 200 W. Vrijednost izlaznog napona ovisi o struji opterećenja i određena je formulom:

U out = N * U u - (I (N3 + + 9N2 / 4 + N / 2)) / 12FC,

I je struja opterećenja;

N je broj koraka;

F je frekvencija ulaznog napona;

C - kapacitet generatora.

Dakle, ako postavite vrijednost izlaznog napona, struje, frekvencije i broja stupnjeva, moguće je izračunati potrebno kapacitivnost kondenzatora.