Sprieguma reizinātāji

Sprieguma reizinātāji ir ķēdes, kurās mēs saņemam ļoti augstu līdzstrāvas spriegumu no zema maiņstrāvas sprieguma, sprieguma reizinātāja ķēde rada spriegumu vairākkārtīgi no maiņstrāvas maksimālā ieejas sprieguma, piemēram, ja maiņstrāvas sprieguma maksimālais spriegums ir 5 volti, mēs saņemsim 15 volta līdzstrāva izejā, sprieguma triplera ķēdes gadījumā. Multimetrs nolasa tikai maiņstrāvas sprieguma RMS (vidējais vidējais spriegums) vērtību, mums jāreizina RMS vērtība līdz 1,414 (2. sakne), lai iegūtu maksimuma vērtību.

Parasti transformatori ir paredzēti, lai palielinātu spriegumu, taču dažreiz transformatori to izmēra un izmaksu dēļ nav iespējami. Sprieguma reizinātāja shēmas var uzbūvēt, izmantojot maz diodes un kondensatorus, tāpēc tās ir zemas izmaksas un ļoti efektīvas salīdzinājumā ar transformatoriem. Sprieguma reizinātāja shēmas ir diezgan līdzīgas taisngriežu ķēdēm, kuras tiek izmantotas, lai pārveidotu maiņstrāvu par līdzstrāvu, bet sprieguma reizinātāja shēmas ne tikai pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu, bet arī var radīt ļoti AUGSTU līdzstrāvas spriegumu.

Šīs shēmas ir ļoti noderīgas gadījumos, kad augsts līdzstrāvas spriegums ir jāveido ar zemu maiņstrāvas spriegumu un nepieciešama zema strāva, piemēram, mikroviļņu krāsnīs, CRT (katodstaru lampas) monitoros televizorā un datoros. CRT monitoram ir nepieciešams augsts līdzstrāvas spriegums ar zemu strāvu.

Pilna viļņa sprieguma divkāršotājs

Kā norāda nosaukums, caur šo ķēdi ieejas spriegums tiek dubultots. Darbība ir pilna viļņa sprieguma divkāršotājs ir ļoti vienkāršs:

AC sinusoidālā viļņa pozitīvā pusperioda laikā diode D1 tiek virzīta uz priekšu un D2 tiek mainīta pretēji, tāpēc kondensators C1 caur D1 uzlādējas līdz sinusa viļņa maksimālajai vērtībai (Vpeak). Sinusa viļņa negatīvā pusperioda laikā D2 tiek virzīts uz priekšu un D1 - neobjektīvs, tāpēc kondensators C2 caur D2 uzlādējas līdz Vpeak.

Tagad abi kondensatori tiek uzlādēti Vpeak, tāpēc mēs iegūstam 2 Vpeak (Vpeak + Vpeak) pāri C1 un C2, bez slodzes. Tas ir nosaukts pēc pilnā viļņa taisngrieža.

Puse viļņu sprieguma divkāršošanas ķēde

Iepriekš mēs esam izveidojuši arī Voltage Doubler ķēdi ar 555 taimeri Astable režīmā un līdzstrāvas avotu. Šoreiz mēs izmantojam 220 V maiņstrāvu un 9-0-9 transformatoru, lai atteiktos no 220 V maiņstrāvas, lai mēs spētu demonstrēt sprieguma reizinātāju uz paneļa.

Sinusoidālā viļņa (AC) pirmā pozitīvā pusperioda laikā D1 diode virzās uz priekšu un kondensators C1 tiek uzlādēts caur D1. Kondensators C1 tiek uzlādēts līdz maiņstrāvas maksimālajam spriegumam, ti, Vpeak.

Sinusa viļņa negatīvā puscikla laikā diode D2 vada, bet D1 - pretēji. D1 bloķē kondensatora C1 izlādi. Tagad kondensators C2 uzlādējas ar kondensatora C1 (Vpeak) kombinēto spriegumu un maiņstrāvas sprieguma negatīvo maksimumu, kas ir arī Vpeak. Tātad kondensators C2 uzlādē līdz 2Vpeak voltam. Tādējādi kondensatora C2 spriegums ir divas reizes lielāks par maiņstrāvas Vpeak.

Nākamajā pozitīvajā ciklā kondensators C2 tiek izvadīts slodzē, ja slodze ir pievienota, un nākamajā ciklā tiek uzlādēta. Tātad mēs varam redzēt, ka tas tiek uzlādēts vienā ciklā un izlādējas nākamajā ciklā, tāpēc pulsācijas frekvence ir vienāda ar ieejas signāla frekvenci, ti, 50 Hz (maiņstrāvas tīkls).

Sprieguma triplera ķēde

Lai izveidotu sprieguma Tripler ķēdi, mums tikai jāpievieno vēl 1 diode un kondensators iepriekš minētajai Puse viļņu sprieguma dubultošanas ķēdei saskaņā ar zemāk esošo shēmu.

Kā mēs redzējām sprieguma divkāršotāja ķēdē, ka pirmajā pozitīvajā puscikla kondensatorā C1 tiek uzlādēts Vpeak un un kondensators C2 tiek uzlādēts līdz 2Vpeak negatīvā puscikla laikā.

Tagad otrā pozitīvā pusperioda laikā D1 un D3 diode vada, un D2 kļūst pretēja. Tādā veidā kondensators C2 uzlādē kondensatoru C3 līdz pašam spriegumam, kas ir 2 Vpeak.

Tagad kondensators C1 un C3 ir virknē, un spriegums pāri C1 ir Vpeak un spriegums C3 ir 2 Vpeak, tāpēc C1 un C3 sērijveida savienojuma spriegums ir Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, un mēs iegūstam trīskāršu ieejas spriegumu Vpeak volt.

Sprieguma četrkāršā shēma

Tā kā mēs esam uzbūvējuši sprieguma Tripler ķēdi, pievienojot vienu diodi un kondensatoru pusviļņa sprieguma divkāršojošā ķēdē, atkal mums vienkārši jāpieskaita vēl viens diode un kondensators Voltage Tripler ķēdei, lai izveidotu Voltage Quadruple ķēdi (4 reizes lielāks par ieejas spriegumu).

Triplera sprieguma ķēdē mēs redzējām, ka kondensators C1 uzlādēts Vpeak pirmajā pozitīvajā pusperiodā, C2 uzlādēts līdz 2Vpeak negatīvajā pusciklā un C3 arī uzlādēts līdz 2Vpeak otrajā pozitīvajā pus ciklā.

Tagad otrā negatīvā pusperioda laikā vada diode D2 un D4, un kondensatoru C4 uz 2Vpeak uzlādē kondensators C3, kas arī ir pie 2 Vpeak. Mēs iegūstam četras reizes Vpeak (4Vpeak) pāri kondensatoriem C2 un C4, jo abi kondensatori ir 2 Vpeak.

Jo Spriegums Multiplier ķēdēm, praktiski spriegums nav tieši reizinājumu Peak sprieguma, kā rezultātā spriegums ir mazāks nekā sastāvēt jo daži sprieguma kritums visā Diodes, lai iegūtais spriegums varētu būt:

Vout = reizinātājs * Vpeak - spriegumi samazinās starp diodēm

Šāda veida pavairotāju shēmu trūkums ir augsta viļņošanās frekvence, un ir ļoti grūti izlīdzināt izvadi, lai gan kondensatoru lielās vērtības izmantošana var palīdzēt samazināt viļņošanos. Un ķēdes priekšrocība ir tā, ka mēs varam radīt ļoti augstu spriegumu no zema sprieguma strāvas avota.

Mēs varam radīt daudz lielāku spriegumu un 5 reizes, 6 reizes, 7 reizes un vairāk, iegūt maksimālo maiņstrāvas spriegumu, pievienojot vairāk diodes un kondensatorus. Mēs varam arī radīt augstu negatīvo spriegumu, vienkārši mainot diodu un kondensatoru polaritāti šajā ķēdē. Teorētiski spriegumu varam reizināt bezgalīgi, bet praktiski tas nav iespējams kondensatoru kapacitātes, zemas strāvas, lielas pulsācijas un daudzu citu faktoru dēļ.

Video:

Piezīmes:

• Spriegums uzreiz nepalielināsies, bet tas lēnām palielināsies, un pēc kāda laika tas tiks iestatīts uz Trīs reizes ieejas spriegumu.
• Kondensatoru spriegumam jābūt vismaz divreiz lielākam par ieejas spriegumu.
• Izejas spriegums nav precīzi ieejas sprieguma pīķa reizinājums, tas būs mazāks par ieejas spriegumu.