Ce sunt multiplicatorii de tensiune?

Multiplicatorul de tensiune se referă la un circuit electric format din diode și condensatori care înmulțește sau mărește tensiunea și, de asemenea, convertește AC în CC, înmulțirea tensiunii și rectificarea curentului se face folosind multiplicator de tensiune . Rectificarea curentului de la AC la DC se realizează printr-o diodă și o creștere a tensiunii se realizează prin accelerarea particulelor prin propulsia unui potențial ridicat produs de condensatori.

Multiplicator de tensiune

O combinație de diodă și condensator face ca un circuit de multiplicare a tensiunii de bază să fie dată intrării de curent alternativ la o sursă de energie în care rectificarea curentului și accelerarea particulelor prin condensator oferă o ieșire continuă de tensiune continuă. Tensiunea de ieșire poate fi de multe ori mai mare față de tensiunea de intrare, astfel încât circuitul de sarcină trebuie să aibă impedanță mare.

În acest circuit de dublare a tensiunii, prima diodă corectează semnalul și ieșirea acestuia este echivalentă cu tensiunea de vârf de la transformator rectificat ca un redresor cu jumătate de undă. Un semn de curent alternativ prin intermediul condensatorului realizează suplimentar a doua diodă, iar în perspectiva DC furnizată de condensator, acest lucru face ca ieșirea din a doua diodă să se așeze deasupra primei. De-a lungul acestor linii, ieșirea din circuit este dublă față de tensiunea de vârf a transformatorului, mai puțin dioda scade.

Varietăți de circuite și idei sunt accesibile pentru a furniza o capacitate de multiplicare a tensiunii practic a oricărei variabile. Aplicarea aceleiași reguli de așezare a unui redresor deasupra unui alternativ și utilizarea cuplării capacitive permite un tip de sistem de trepte pentru a avansa.

Clasificarea multiplicatorului de tensiune:

Clasificarea multiplicatorului de tensiune se bazează pe raportul dintre tensiunea de intrare și tensiunea de ieșire, în consecință, denumirile au fost date ca

Dublatori de tensiune
Tripler de tensiune
Tensiune cvadruplă

Dublarea tensiunii:

Circuitul de dublare a tensiunii constă din două diode și doi condensatori în care fiecare combinație de circuit diodă-condensator împarte modificări pozitive și negative, de asemenea, conexiunea a doi condensatori duce la o tensiune de ieșire dublă pentru o tensiune de intrare dată.

“tipuri de motor cu inducție trifazată ”

Tensiune dublă

În mod similar, fiecare creștere a unei combinații de diodă-condensator înmulțește tensiunea de intrare în care tensiunea Tripler dă Vout = 3 Vin și tensiunea cvadruplă dă Vout = 4 Vin.

Calculul tensiunii de ieșire

Pentru un multiplicator de tensiune, calculul tensiunii de ieșire este important, având în vedere reglarea tensiunii și importanța procentuală.

Vout = (sqrt 2 x Vin x N)

Unde

Vout = tensiunea de ieșire a multiplicatorului de tensiune în etapa N

N = nu. de etape (este nr. de condensator împărțit la 2).

Aplicații ale tensiunii de ieșire

Tuburi cu raze catodice
Sistem de raze X, Lasere
Pompe cu ioni
Sistem electrostatic
Tub de undă călător

Exemplu

Luați în considerare un scenariu în care este necesară o tensiune de ieșire de 2,5 Kv cu o intrare de 230 v, în acest caz, este necesar un multiplicator de tensiune în mai multe etape în care D1-D8 să dea diode și să fie conectați 16 condensatori de 100 uF / 400v pentru a realiza Ieșire 2,5 Kv.

Folosind formula

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

= sqrt 2 x 230 x 8

“cum funcționează un fet? ”

= 2,5 Kv (aproximativ)

În ecuația de mai sus, 16/2 indică faptul că nu există condensatori / 2 indică numărul de etape.

2 Exemple practice

1. Un exemplu de lucru al circuitului multiplicator de tensiune pentru a produce DC de înaltă tensiune de la semnalul de curent alternativ.

Diagrama bloc care prezintă circuitul multiplicator de tensiune

“Decodor de 2 până la 4 linii ”

Sistemul este format dintr-o unitate multiplicatoare de tensiune pe 8 trepte. Condensatoarele sunt utilizate pentru a stoca încărcarea, în timp ce diodele sunt utilizate pentru rectificare. Pe măsură ce se aplică semnalul de curent alternativ, obținem o tensiune pe fiecare condensator, care se dublează aproximativ cu fiecare etapă. Astfel, măsurând tensiunea pe 1^Sfetapa de dublare a tensiunii și ultima etapă, obținem necesarul tensiune înaltă . Deoarece ieșirea are o tensiune foarte mare, nu este posibil să o măsurați folosind un multimetru simplu. Din acest motiv, este utilizat un circuit divizor de tensiune. Divizorul de tensiune este format din 10 rezistențe conectate în serie. Ieșirea este preluată pe ultimele două rezistențe. Ieșirea obținută este astfel înmulțită cu 10 pentru a obține ieșirea efectivă.

2. Generatorul Marx

Odată cu dezvoltarea electronicii în stare solidă, dispozitivele în stare solidă devin din ce în ce mai potrivite pentru aplicații de putere pulsată. Acestea ar putea oferi sistemelor de energie pulsată compacitate, fiabilitate, rată mare de repetare și durată lungă de viață. Creșterea generatoarelor de energie pulsată care utilizează dispozitive în stare solidă elimină limitările componentelor convenționale și promite că tehnologia de alimentare pulsată va fi utilizată pe scară largă în aplicații comerciale. Cu toate acestea, dispozitivele de comutare în stare solidă, cum ar fi MOSFET sau tranzistorul bipolar cu poartă izolată (IGBT) disponibile acum, sunt evaluate doar până la câțiva kilograme de volți.

Majoritatea sistemelor de alimentare pulsată necesită valori de tensiune mult mai mari. Modulatorul Marx este un circuit unic destinat multiplicării tensiunii, așa cum se arată mai jos. În mod tradițional, a folosit lacune ca întrerupătoare și rezistențe ca izolatoare. Prin urmare, avea dezavantaje ale ratei reduse de repetare, durată scurtă de viață și ineficiență. În această lucrare, se propune generatorul Marx care utilizează dispozitive în stare solidă pentru a combina meritele atât ale comutatoarelor semiconductoare de putere, cât și ale circuitelor Marx. Este proiectat pentru implantarea de ioni sursă de plasmă (PSII) [1] și pentru următoarele cerințe: 555 Timer de lucru

Generatorul modern Marx care utilizează MOSFET

Pentru citirea tensiunii și a perioadei de timp vă rugăm să consultați sortarea ecranului CRO.

Din unitatea demonstrativă de joasă tensiune de mai sus, găsim intrarea de 15 volți, 50% ciclu de funcționare la punctul A merge (–Ve) și în ceea ce privește masa. Prin urmare, un tranzistor de înaltă tensiune trebuie utilizat pentru tensiune înaltă. ÎN TIMPUL ACEST TIMP TOATE CAPACITĂTOARELE C1, C2, C4, C5 SE ÎNCARCĂ așa cum se vede la C până la 12 volți fiecare.
Apoi, prin ciclul de comutare adecvat C1, C2, C4, C5, conectați-vă în serie prin MOSFET-uri.
Astfel obținem o tensiune de impuls (-Ve) de 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volți în punctul D

Aplicarea generatoarelor Marx - DC de înaltă tensiune prin principiul generatorului Marx

După cum știm prin principiul generatorului Marx, condensatorii sunt aranjați în paralel pentru a se încărca și apoi conectați la serie pentru a dezvolta o tensiune înaltă.

Sistemul constă dintr-un timer 555 care funcționează într-un mod astabil, care asigură un impuls de ieșire cu un ciclu de funcționare de 50%. Sistemul constă dintr-o etapă de multiplicare totală în 4 etape, fiecare etapă constând dintr-un condensator, 2 diode și un MOSFET ca întrerupător. Diodele sunt folosite pentru a încărca condensatorul. Un impuls ridicat de la 555 ore sunt operate diodele și, de asemenea, optoizolatoarele care la rândul lor asigură impulsuri de declanșare pentru fiecare MOSFET. Astfel condensatorii sunt conectați în paralel pe măsură ce se încarcă până la tensiunea de alimentare. Un impuls logic scăzut de la temporizator duce la întreruperea comutatoarelor MOSFET și condensatorii sunt astfel conectați în serie. Condensatorii încep să se descarce și se adaugă tensiunea pe fiecare condensator, producând o tensiune care este de 4 ori mai mare decât tensiunea DC de intrare.