• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Умножитель напряжения

Для создания повышенного напряжения часто применяются повышающие трансформаторы. Работает простая закономерность: чем больше количество витков вторичной обмотки, тем выше выходное напряжение. Однако с определенного момента трансформатор перестает быть эффективным прибором, поскольку, во-первых, невозможно расположить в окне сердечника слишком большое количество провода, а во-вторых, с увеличением напряжения приходится все больше усиливать электрическую изоляцию.

Уменьшить количество витков можно за счет повышения частоты питающего трансформатор напряжения. Тогда снизится число витков обмоток на каждый вольт. Такой способ часто используют в радиоэлектронных устройствах, например, в телевизорах для создания напряжения фокусировки кинескопа.

Но для работы того же кинескопа также требуется напряжение куда большее. В отличие от фокусирующего, которое максимально составляет 800 В, напряжение второго анода имеет значение от 6 до 25 кВ. Создать его только при помощи трансформатора нереально. Как быть? Для этих целей и существуют умножители напряжения. С их помощью можно многократно повысить любое переменное напряжение до необходимой величины.

пример №1

Пример сборки

Как работает умножитель

Принцип работы умножителя напряжения основан на последовательном заряде конденсаторов при подаче на них переменного напряжения через диоды. Существует несколько схем такого устройства, одна из которых – Коккрофта-Уолтона, является самой распространенной.

Эта схема представляет собой цепочку подсоединенных друг к другу в виде лестницы конденсаторов и диодов. Первая цепочка подключается к выходной обмотке трансформатора. Работает устройство следующим образом: первая отрицательная полуволна через диод заряжает первый конденсатор. Следующая положительная полуволна передает большую часть напряжения на второй конденсатор. Теоретически количество звеньев в такой цепочке может быть бесконечным, причем каждое звено повышает выходное напряжение трансформатора на 141%.

удвоители

Применение

Широкое применение умножители напряжения нашли не только в ядерной физике как источники питания установок, предназначенных для разгона элементарных частиц, но также в некоторых бытовых приборах, например:

  • блоки питания кинескопов и электронно-лучевых трубок;
  • ионизаторы воздуха;
  • осцилляторы для сварочных аппаратов.

Следует знать, что умножитель напряжения имеет некоторые недостатки, например, высокий коэффициент пульсаций и выходное сопротивление тем большее, чем больше ступеней в него входит.

улучшенный удвоитель

удвоитель с диодами

Самостоятельное изготовление

Собрать схему умножителя напряжения не так уж и сложно. Для этого потребуются всего лишь:

  • сетевой трансформатор с подходящими выходными параметрами;
  • несколько конденсаторов;
  • диоды.

Все конденсаторы, за исключением самого первого, должны иметь рабочее напряжение больше, чем 2√2, а первый – не ниже √2 от действующего напряжения выходной обмотки трансформатора. Емкости конденсаторов для экспериментального образца можно взять практически любые, но следует учитывать, что при перезаряде первый конденсатор отдает часть своей энергии, поэтому его емкость должна быть, как минимум, в 2 раза больше, чем у остальных. 

Диоды также должны обладать пробойным напряжением не ниже, чем √2 от действующего напряжения выхода трансформатора. Если не планируется запитывать таким выпрямителем какую-либо нагрузку, величиной прямого тока диодов можно пренебречь.

В случае подключения к выходу выпрямителя нагрузки следует учесть ее мощность. Но тогда придется рассчитать и емкость используемых конденсаторов.


Для того чтобы понять, что такое падение напряжения, нужно вспомнить, какие бывают напряжения в электрической цепи. Всего их существует два вида.

читать далее

Все люди уже так привыкли к таким благам цивилизации, как электрическая энергия. Однако, не все имеют понятие, как оно поставляется в наши дома, заставляет двигать огромные двигателя и т.д.

читать далее

Логические элементы являются устройствами, призванными обрабатывать информацию в цифровой форме.

читать далее