Voltaj çarpımı. Gerilim çarpan devresi

(tek dalga)

voltaj katlayıcıçıkışındaki voltajın geleneksel bir doğrultucunun çıkışındaki voltajın iki katı olduğu anlamına gelir. Çiftleyiciler ve geleneksel doğrultucular iki tipte gelir: yarım dalga ve tam dalga. Sağdaki şekil, pozitif çıkış voltajına sahip geleneksel bir yarım dalga katlayıcı devresini göstermektedir. Yarım dalga gerilim çarpanları, benzer doğrultucularla aynı dezavantajlara sahiptir. C1 kondansatörünün şarj frekansının giriş voltajının frekansına eşit olduğu görülebilir. Onlar. dönem başına bir kez ücretlendirilir. Bu şarj döngüleri arasında, aynı süre boyunca bir deşarj döngüsü vardır. Bu nedenle, bu şemada dalgalanmaların yumuşatılmasını ciddiye almak gerekir.

Tam Dalga Voltajı Katlayıcı

Ancak daha yaygın olanı tam dalgadır voltaj katlayıcı. Hem önceki devrenin hem de bunun, transformatörü atlayarak doğrudan AC voltaj ağına bağlanabileceği söylenmelidir. Şebeke geriliminin iki katı kadar bir gerilim gerekliyse ve şebekeden galvanik izolasyon gerekli değilse bu geçerlidir.
Bu durumda, güvenlik gereksinimleri ciddi şekilde artar!

(tam dalga)

Direnç R0, her zamanki gibi, diyotlardaki akım darbelerini sınırlayacak şekilde ayarlanmıştır. Direnç değeri küçüktür ve kural olarak yüzlerce ohm'u geçmez. Dirençler R1 ve R2 isteğe bağlıdır. Kondansatörlerin şebekeden ve yükten ayrıldıktan sonra deşarj olmasını sağlamak için C1 ve C2 kondansatörlerine paralel olarak monte edilirler. Ayrıca C1 ve C2'de voltaj eşitleme sağlarlar.

Bir katlayıcının çalışması, geleneksel bir tam dalga doğrultucununkine çok benzer. Buradaki fark, burada doğrultucunun her yarım döngüde kendi kapasitörüne yüklenmesi ve onu alternatif voltajın genlik değerine şarj etmesidir. İki katına çıkan çıkış voltajı, kapasitörler arasındaki voltajın eklenmesiyle elde edilir.

A noktasındaki voltajın B noktasına göre pozitif olduğu anda, C1 kondansatörü D1 diyotu üzerinden şarj edilir. Voltajı, kapasitörün sekonder sargısının alternatif voltajının genliğine neredeyse eşittir. Bir sonraki yarım döngüde, A noktasındaki voltaj B noktasına göre negatiftir. Bu anda akım D2 diyotundan akar ve C2 kondansatörünü aynı genlik değerine yükler. Kondansatörler yüke göre seri bağlandığından, bu kondansatörlerdeki gerilimlerin toplamını, yani çift ​​voltaj.

C1 ve C2 kapasitörleri tercihen aynı kapasitansa sahip olmalıdır. Bu elektrolitik kondansatörlerin voltajı, AC voltajının genlik değerini aşmalıdır. R1 ve R2 dirençlerinin değerleri de eşit olmalıdır.

Doğrultucu cihazların çeşitli devreleri arasında, doğrultucu elemanların ve kapasitörlerin uygun şekilde dahil edilmesiyle sadece düzeltmenin gerçekleştirilmediği, aynı zamanda doğrultulmuş voltajın çarpıldığı devrelerden oluşan özel bir grup oluşur.

Bu tür devrelerin avantajı, sadece kenotron filaman devrelerine güç sağlamak için yüksek voltajlı trafosuz doğrultucular ve trafolu doğrultucular inşa etme olasılığında yatmaktadır. Güç trafosunda bir yükseltici sargının olmaması, üretimini büyük ölçüde kolaylaştırır ve doğrultucunun performansını artırır. Bu şemaların dezavantajları arasında, doğrultulmuş voltajın yükteki akıma nispeten güçlü bağımlılığı ve yüksek güçler elde etmenin göreceli zorluğu yer alır.

Gerilim çoğaltmalı doğrultucu devreler en çok X-ışını kurulumlarında kullanılır. Radyo mühendisliği uygulamasında, esas olarak, yaklaşık 200 V'luk bir voltajda 50-70 mA'dan fazla olmayan bir akım tüketen düşük güçlü ekipmana güç vermek için kullanılırlar. Bununla birlikte, burada da, uygulamalarının kapsamı, örneğin, gerilimi üçe veya dört katına çıkaran bir şemaya göre yeterince güçlü trafosuz doğrultucular inşa edilerek önemli ölçüde genişletilebilir. 110, 127 veya 220 V AC voltajına sahip bu tür doğrultucular, alıcıların, düşük frekanslı amplifikatörlerin anot devrelerine güç sağlayan 100-150 mA'ya kadar bir akımda 300-400 V'luk sabit bir voltaj elde etmenizi sağlar. orta güçte.

Doğrultucuların voltaj çoğaltmalı çalışmasının bir özelliği, kapasitörlerin elektrik enerjisini bir süre biriktirmek ve depolamak için özelliklerinin kullanılmasıdır. Doğrultucu, geleneksel bir 50 periyotluk alternatif akım şebekesinden çalıştırıldığında, kapasitörün bir şarj tutması gereken süre 0,02 saniyeyi geçmez. Kapasitans (devreye dahil olan kapasitörler) ne kadar büyük olursa, depoladıkları elektrik enerjisi o kadar fazla olur ve aynı yük ile doğrultulmuş voltaj o kadar yüksek olur. Bu nedenle, bu tür redresörlerde, küçük boyutlara sahip olan elektrolitik kapasitörlerin kullanılması en uygunudur. Önemli kapasite .

Aşağıda, çoğu çeşitli depolama kapasitör kapasitelerinde alınan yük özelliklerini gösteren bir dizi pratik voltaj çarpanı doğrultucu devresi açıklanmaktadır. Bu tür özellikler, belirli bir devrenin olası uygulama alanlarını tam olarak yargılamayı ve ayrıca bir doğrultucu devresi seçmeyi ve verilen doğrultulmuş akım, doğrultulmuş voltaj ve şebeke voltajına dayalı olarak parçalarının temel verilerini belirlemeyi mümkün kılar.

GERİLİM ÇOKLU DOĞRULTUCU ŞEMALARI

Gerilim katlama devreleri. Amatör telsiz pratiğinde en yaygın olarak kullanılan gerilim katlamalı doğrultucu devreleri Şekil 1 de gösterilmiştir. 1.

İncir. 1. Gerilim katlamalı redresörlerin şematik diyagramları.
a - tam dalga doğrultucunun diyagramı; b - yarım dalga doğrultucunun devresi.

Her iki şemanın avantajlarını ve dezavantajlarını yeterince karşılaştırabilmek ve değerlendirebilmek için, Şekil 1'de. 2 yük özelliklerini göstermektedir. Karakteristikler, C1 ve C2 kapasitörlerinin farklı kapasiteleri ile alınmıştır. Doğrultucular, her biri 45 mm çapında 13 rondeladan oluşan B1 ve B2 selenyum kolonları kullandı. Şebeke voltajı 120 V'ta tutuldu. Yükün kapasitif yapısı nedeniyle önemli değerlere ulaşabilen başlatma akımını sınırlamak için, güç devresine seri olarak 20 ohm'a eşit bir R direnci dahil edildi. Bu, redresörlerin çalışması için daha uygun koşullar yarattı.

İncir. 2. Gerilim katlamalı redresörlerin yük özellikleri (120 V besleme geriliminde alınmıştır).
a - tam dalga doğrultucunun özellikleri; b - yarım dalga doğrultucunun özellikleri.

Aynı anda alınan her iki doğrultucunun yük özelliklerini karşılaştırarak (C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansının aynı değerleri), tam dalga doğrultma devresi için bunların tek yarıya göre belirgin şekilde daha yüksek olduğunu görebilirsiniz. dalga devresi Bu nedenle, aynı akımdaki yükteki düzeltilmiş voltaj, birinci şema için (Şekil 1a) ikinciden (Şekil 1b) daha büyük çıkıyor.

Yukarıdaki özellikler, devrenin kapasitörlerinin çalıştığı gerçek çalışma voltajlarını yargılamayı da mümkün kılar.

Tam dalga doğrultmalı dalgalanma frekansının, tek yarım dalga doğrultmaya göre iki kat daha yüksek olması nedeniyle, ilk devre için (Şekil 1, a), doğrultulmuş voltajın daha fazla filtrelenmesi büyük ölçüde kolaylaştırılır ve içinde ek olarak, çıkış doğrultucudaki doğrultulmuş voltajın hangi kısmının bu voltajın değişken bileşeninin genliği olduğunu gösteren dalgalanma katsayısı) aynı yük için ve C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansının aynı değerleri biraz daha küçüktür. Bu nedenle, örneğin, 2000 ohm'luk bir yük direnci ve her biri 48 μF'lik C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansı ile, ilk devre için dalgalanma katsayısı% 6,5 ve ikincisi -% 7,6 idi (olmasına rağmen) ilk devre, çıkış doğrultucusundaki toplam kapasitans, ikinciden iki kat daha azdır).

Ayrıca, birinci devredeki kapasitörlerdeki çalışma voltajlarının aynı ve düzeltilmiş voltajın yarısına eşit olduğu, yani 150 V'u geçmediği (doğrultucu yüksüz çalışmadığı sürece), ikinci devrede olduğu da belirtilmelidir. devre sadece kapasitör C1 kapasitör C2 tam doğrultulmuş voltaj altındadır ve bu nedenle en az 300 V'luk bir çalışma voltajı için derecelendirilmelidir.

Redresörleri yüksüz, yani boşta voltaj ikiye katlayarak çalıştırırken, doğrultulan voltaj yaklaşık olarak şebeke voltajının genlik değerinin iki katına eşittir ve bu nedenle 350 V'u geçebilir (etkin şebeke voltajı 127 V ise). Voltajdaki bu tür bir artış, kapasitörlerin, selenyum yıkayıcıların veya kenotronlarda filaman ile katot arasındaki yalıtımın bozulmasına neden olabilir. Bu nedenle, özellikler doğrultucunun yüksüz veya çok yüksek dirençli bir yük için çalışmasını gerektiriyorsa, içinde kullanılan parçalar ilgili çalışma voltajına göre tasarlanmalıdır. İkinci koşul, broşürün aşağıdaki bölümlerinde verilen şemalar için de geçerlidir.

Yarım dalga devresinin bazı avantajları, 220 V'luk bir voltajla şebekeden güç almak için çok basit bir geçiş olasılığıdır. Böyle bir anahtar yapmak için doğrultucu elemanları B1 ve B2'yi seri bağlamanız ve C1 kondansatörünü kısa devre yapmanız gerekir. Bu durumda doğrultucu, gerilimi ikiye katlamadan yarım dalga doğrultma şemasında çalışacaktır. Bu durumda doğrultucunun yük karakteristikleri pek değişmeyecektir.

Yukarıda açıklanan doğrultucu devrelerin kapsamı, 4 ... 5 tüp alıcının (çıkış gücü 2-3 W'tan fazla olmayan), düşük güçlü düşük frekanslı amplifikatörlerin ve düşük tüp ölçüm ekipmanının güç kaynağıdır.

Tüm bu durumlarda, filamanı aparatın diğer lambalarının filamanları ile seri olarak bağlanmış bir doğrultma elemanı olarak bir 30Ts6S kenotron kullanmak en uygunudur. Bu kenotronlu bir doğrultucu ve her biri 20-40 mikrofarad kapasiteli C1 ve C2 kapasitörleri, yaklaşık 70 mA'lık bir akımda 200-220 V'luk bir voltaj verir. 30Ts6S kenotron yerine, 35 veya 45 mm çapındaki rondelalardan ve daha büyük kapasitörlerden birleştirilmiş selenyum kolonları kullanarak, doğrultulmuş voltajı biraz artırabilir ve iki kez (35 mm çapındaki rondelalar için) ve üç kez bir akım elde edebilirsiniz. (45 mm çaplı rondelalar için) daha fazla. Bu durumda doğrultucular, daha güçlü alıcılara (4 watt'a kadar çıkış gücü), düşük frekanslı amplifikatörlere, düşük tüplü TV'lere vb. güç verebilir.

İncir. 3. Gerilim üçlemeli bir doğrultucunun şematik diyagramı.

İncir. 4. Doğrultucunun gerilim üç katına sahip yük karakteristikleri (120 V şebeke geriliminde alınmıştır).

Üçlü voltaj devresi. Gerilim üçlü doğrultucu devresi Şekil 1 de gösterilmektedir. 3. İki yarım dalga doğrultucu devresinin bir kombinasyonudur: bir voltaj ikiye katlama devresi ve bir çarpansız devre. Her iki devre de şebekeye paralel, çıkışları (doğrultulmuş gerilimler) seri olarak bağlanır. Böylece, doğrultucu çıkışındaki, doğrultulmuş gerilimlerin toplamına eşit olan gerilim (C2 kondansatöründeki şebeke geriliminin iki katı ve C3 kondansatöründeki tekli şebeke geriliminin iki katı), şebeke geriliminin yaklaşık üç katı olarak ortaya çıkıyor.

Doğrultucunun yük özellikleri Şekil 1'de gösterilmiştir. Şekil 4, yaklaşık 200 mA'lık bir akımda, böyle bir doğrultucunun 300 V'un üzerinde bir voltaj sağlayabildiğini göstermektedir. Karakteristikler, her biri 45 mm çapında 13 rondela halinde birleştirilmiş aynı selenyum sütunlarının kullanıldığı (doğrultucu elemanları B1, B2 ve B3 olarak) bir doğrultucudan R = 10 ohm dirençte alınmıştır.

Şebeke voltajı 120 V'ta tutuldu ve C1, C2 ve C3 kapasitörlerinin kapasitansları 32 ila 100 mikrofarad arasında değişiyordu.

Her üç kapasitörün eşit kapasitans değerlerine sahip bu devrenin doğrultulmuş voltajının dalgalanmasının doğası, tam dalga doğrultma devresindeki ile aynıdır ve 2000 ohm dirençli bir doğrultucu yükündeki dalgalanma katsayısı ve 50 mikrofaradlık bir kapasitör kapasitansı yaklaşık %7'dir. C1 ve C3 kapasitörlerindeki çalışma voltajları 150 V'u ve C2 - 300 V kapasitörünü geçmez.

Yük yokluğunda voltajın üç katına çıktığı ve 120-127 V besleme voltajı olan bir devrede, düzeltilmiş voltajın 500 V'u aştığı unutulmamalıdır.

Yukarıdaki veriler, voltaj üçlü doğrultucunun voltaj ikiye katlamadan daha yaygın olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Böyle bir doğrultucu için doğrultucu elemanlarının seçimi aşağıda tartışılacaktır.

Gerilimi dört katına çıkaran şemalar. Gerilimi dört katına çıkaran doğrultucu devresi iki tip olabilir: simetrik ve asimetrik.

Şekil l'de gösterilen simetrik devre. Şekil 5, şebeke voltajının farklı yarım döngülerinde çalışan iki yarım dalga katlama doğrultucu devresinin bir kombinasyonudur. Bu devrenin çalışması şu şekildedir: Bir işaretin yarım döngüsü sırasında, C1 ve C4 kondansatörleri şarj edilir ve C1 kondansatörü üzerindeki voltaj yaklaşık olarak teke ulaşır ve C4 kondansatöründe - şebeke voltajının (kapasitör) etkin değerinin iki katı C4, C2) kondansatöründe zaten mevcut olan şarj kullanılarak şarj edilir. Ters işaretin yarım döngüsü sırasında, C2 ve C3 kondansatörleri aynı şekilde şarj edilir. Doğrultulmuş voltaj, seri bağlı C3 ve C4 kapasitörlerinin karşılık gelen kutuplarından çıkarılır. Böylece ikinci kez ikiye katlanır.

İncir. 5. Gerilimi dört katına çıkaran simetrik doğrultucu devresi.

C1 ve C2 kondansatörlerinin şarj edildiği voltaj, yük direnci arttıkça veya başka bir deyişle doğrultucu tarafından sağlanan güç o kadar az olur. Şarj gerilimi, yük redresöründen ayrılma durumunda maksimum değerine ulaşarak, C1 ve C2 kondansatörlerinde şebeke geriliminin genlik değerine (etkin değerin 1,41 katı) ve genlik değerinin iki katına (2,82 katı) eşit olur. etkin değerden daha fazla) - C3 ve C4 kapasitörlerinde.

İncir. 6. Doğrultucunun dört katına çıkan gerilim ile yük karakteristikleri (120 V'a eşit şebeke geriliminde alınmıştır).

C1, C2, C3 ve C4 kondansatörlerinin gerekli kapasitanslarını hızlı bir şekilde belirleyebilmek için, Şekil 2. Şekil 6, bu kapasitansların çeşitli değerlerinde doğrultucudan alınan yük özelliklerini göstermektedir (tüm durumlarda C1 = C2 ve C3 = C4). Yukarıdaki özellikler, her biri 60 mikrofarad kapasiteli ve her biri C3 ve C4 - 16 mikrofarad kapasiteli C1 ve C2 kapasitörlerinde, 150 mA akımda doğrultucu çıkışındaki voltajın 400 V'a ulaştığını göstermektedir.

C1 ve C2 kapasitörleri, en az 150 V ve C3 ve C4 - en az 250 V çalışma voltajı için tasarlanmalıdır.

3000 ohm dirençli bir doğrultucu yükü durumunda doğrultulmuş voltajın dalgalanma katsayısı yaklaşık% 6'dır ve yükteki voltajın şekli tam dalga doğrultma ile aynıdır.

Simetrik voltaj çarpanlı doğrultucu devrelerinde, şasinin toprağa ve güç kaynağına göre nispeten yüksek bir potansiyelde olduğunu unutmayın.

İncir. 7. Gerilimi dört katına çıkaran asimetrik doğrultucu devresi.

Voltajı dört katına çıkaran dengesiz bir doğrultucu devresi Şekil 1'de gösterilmektedir. 7. Öncekinden biraz farklı bir prensipte çalışır. Burada, karşılık gelen işaretin yarım döngüsünde, kapasitör C1, doğrultucu eleman B1 ve direnç R üzerinden yaklaşık olarak şebeke voltajına kadar şarj edilir. Bir sonraki yarım döngüde, doğrultucu eleman B2 ve direnç R aracılığıyla, C1 kondansatöründeki şarjı kullanarak şebeke voltajını yaklaşık iki katına çıkarmak için C3 kondansatörü şarj edilir. Aynı voltaja, C2 kondansatörü bir sonraki yarım döngüde doğrultucu eleman B3 üzerinden şarj edilir. Aynı zamanda, C1 kondansatörü tekrar şarj edilir. Daha sonra C2 kondansatörünün B4 doğrultucu elemanı üzerinden şarjı C4 kondansatörünü şarj eder. Doğrultulmuş gerilim, seri bağlı kapasitörler C3 ve C4'ten çıkarılır. Tüm devre yarım dalga doğrultma prensibine göre çalışır.

İncir. 8. Asimetrik dörtlü doğrultucunun yük özellikleri (120 V besleme geriliminde alınmıştır).

Doğrultucudan alınan yük özellikleri (Şekil 8) önemli bir eğime sahiptir. Bu, yüksek güçlü radyo ekipmanı için bu tür devrelerin kullanılmasının imkansızlığını gösterir. Çalışma voltajı kapasitörler üzerinde çok özel bir şekilde dağılır ve dağılımın doğası yükün büyüklüğüne bağlıdır. Masada. Şekil 1 kondansatörlerin iki farklı yükte ve yüksüz çalışma gerilimlerini göstermektedir.

tablo 1

Not. Şebeke gerilimi 120 V.

Böyle düzensiz bir voltaj dağılımına dalgalanmanın çok düzensiz bir şekli eşlik eder ve bu nedenle doğrultucu çıkışındaki dalgalanma katsayısı 5000 ohm'luk bir yük direncinde yaklaşık %10'dur ve 1700 ohm'luk bir yük direncinde %23'e çıkar. Sonuç olarak, dörtlü gerilime sahip asimetrik bir doğrultucu devresi ancak yüksek yük dirençlerinde veya başka bir deyişle düşük akım tüketiminde kullanılabilir.

Selenyum doğrultucu elemanların kullanıldığı simetrik bir dörtlü devreye göre monte edilen doğrultucular, 150-200 mA akımlarda yeterince yüksek voltaj gerektiren çeşitli radyo mühendisliği cihazlarına güç sağlamak için yaygın olarak kullanılabilir.

Çoklu voltaj çoğaltmalı şemalar. Yukarıda özetlenen voltajı dört katına çıkaran doğrultma ilkesi, herhangi bir çift çarpan için geçerlidir. Doğrultulmuş gerilimde şebeke geriliminin iki katına kadar olan her bir artış için, doğrultucu devresinin Şekil 1'de gösterildiği gibi yalnızca iki doğrultucu eleman ve iki kapasitör ile desteklenmesi gerekir. 9.

Şek. 9, yalnızca çok küçük bir akım tüketimi ile iyi çalışır, ancak çok yüksek bir doğrultulmuş voltaj verebilir. Kinescope anoduna vb. Güç sağlamak için televizyonlarda kullanılması uygundur. Doğrultucu elemanlar olarak, burada en küçük çaplı selenyum pullar kullanılabilir, böylece izin verilen ters voltaj, verilen voltajın genliğinin iki katına eşit olacak şekilde sütunlar halinde monte edilir alternatif voltaj kaynağı tarafından. Devrenin tüm kondansatörleri, tek genlikli kaynak voltajı altındaki (kondansatör C1) dışında aynı çalışma voltajı için tasarlanmalıdır. Devre düşük çalışma akımları için tasarlandığından,

İncir. 9. Çoklu voltaj çoğaltmalı asimetrik doğrultucu devresi.

kapasitörlerin kapasitansları, 0,25 ila 0,5 mikrofarad arasında değişen küçük olabilir. Yüksek yük direnci nedeniyle, doğrultucu çıkışındaki dalgalanma katsayısı, bu kadar küçük kapasitans değerlerinde bile ihmal edilebilir düzeydedir. Doğrultucu tarafından sağlanan toplam voltaj, yüksüz bir doğrultucu için, alternatif voltajın genliği ile devre elemanı çiftlerinin sayısı çarpılarak hesaplanır. Bir kapasitör ve bir doğrultucu eleman bir çift eleman olarak alınır.

İncirde. Şekil 10, devreye kıyasla, çoklu voltaj çoğaltma için simetrik bir devreyi göstermektedir.

İncir. 10. Çoklu voltaj çoğaltmalı simetrik doğrultucu devresi.

incir. 9, tek uçlu bir devreye kıyasla simetrik bir voltaj dörtlü devre ile aynı avantajlara sahiptir. Bu şema, amatör kısa dalga vericilerinin çıkış aşamalarını besleyen doğrultucular ve yüksek voltaj ve nispeten yüksek akım gerektiren cihazlar için önerilebilir. Bu durumda elbette doğrultucu elemanları ve doğrultucu kondansatörleri uygun şekilde seçilmelidir.

Yukarıdaki doğrultucu devreler için, yük özelliklerinin doğası, kullanılan kapasitörlerin kapasitansları tarafından belirlenir. Bu kapasitanslar ne kadar büyük olursa, karakteristik eğimi o kadar küçük olur ve bu nedenle, belirli bir yükte voltaj o kadar yüksek olur.

Doğrultucunun yüksüz çalışması durumunda, kondansatör kapasitanslarının belirli minimum değerleri vardır, eğer düşürülürlerse voltaj çoğaltmalı devreler çalışmayı durdurur. Bir doğrultucudan birkaç on veya yüzlerce miliamperlik bir akım elde etmenin gerekli olduğu durumlarda, mümkün olan en büyük kapasiteye sahip kapasitörler alınmalıdır. Bu ayrıca doğrultulmuş voltajın filtrelenmesini iyileştirmeye yardımcı olur. Ek olarak, kondansatörlerin kapasitanslarını seçerek, güç modu için gerekli anot voltajını etkin bir şekilde ayarlamak mümkündür.

Endüstriyel ve amatör televizyonlarda, Şekil 1'de gösterilen bir voltaj çoğaltma devresi. 11. Bu şema, ek dirençlerin ve kapasitansların varlığıyla daha önce verilenlerden farklıdır. Aşağıdaki gibi çalışır. Besleme voltajının pozitif yarım döngüsü sırasında, kapasitör C1, doğrultucu eleman B1 üzerinden voltajın genlik değerine kadar şarj edilir ve negatif yarım döngü sırasında, C2 kapasitörü R1 direnci aracılığıyla yüklenir.

İncir. 11. Dirençli gerilim çoğaltma devresi.

Sonraki pozitif yarım döngüde, C2 kondansatöründeki voltaj besleme voltajına eklenir ve bu kondansatör, doğrultucu eleman B2 yoluyla seri bağlı kondansatörler C1 ve C3'e boşaltılır, uçlarından çift doğrultulmuş voltaj elde edilir. yüke verilir. Şekil 1'de noktalı çizgi ile gösterildiği gibi devredeki bağlantıları artırarak. 11, herhangi bir çokluğun voltaj çarpımını elde edebilirsiniz.

Böyle bir devrenin avantajları, doğrultucu elemanların ve kapasitörlerin çalışma koşullarını kolaylaştırmasıdır, çünkü her doğrultucu elemanındaki ters voltaj iki katı geçmez ve her kapasitörde - tek genlikli bir voltaj, doğrultucuya getiririz. R1, R2 vb. dirençler, selenyum kolonların kullanılması durumunda, ters dirençlerinde önemli bir yayılmaya sahip olmayı mümkün kılar.

Ele alınan şema, yalnızca doğrultucunun yüksek yük direnci ile çalışması için uygundur. Kapasitörler, 500 ... 1000 nF'lik bir kapasitansa ve yaklaşık 2 ... 4 mOhm'luk bir dirence sahip olabilir. Doğrultucu elemanlar olarak uygun selenyum kolonları veya kenotronlar kullanılabilir, bununla birlikte, bir güç transformatöründeki filamanlara güç sağlamak için, ayrı iyi yalıtılmış sargılara sahip olmak gerekir.

Birkaç tane daha voltaj çoğaltma şeması sunuyoruz. Bir köprü itme-çekme voltajı ikiye katlama devresi gösterilmektedir. Bu devrede, doğrultulmuş gerilimin dalgalanma frekansı, şebeke frekansının iki katına eşittir (fn=2fc), diyotlar arasındaki ters gerilim, doğrultulmuş gerilimin 1,5 katıdır, trafo kullanım faktörü 0,64'tür. Aynı trafo sargısından çalışan ve ortak bir yüke bağlı iki seri bağlı yarım dalga devresi olarak temsil edilebilir. Orta nokta (kondansatör bağlantı noktası) ortak bir kabloya bağlanırsa, çıkış gerilimi ±U olan bir çift kutuplu kaynak elde edilir.
İkinci voltaj ikiye katlama devresi, aşağıda görebileceğiniz Şekil 2'de gösterilmiştir:
İçinde giriş (transformatörün sekonder sargısı) ve çıkış, bazı durumlarda yararlı olabilecek ortak bir noktaya sahiptir. Burada, giriş voltajının negatif yarı döngüsü sırasında, C1 kondansatörü VD2 diyotu üzerinden U-1'in genlik değerine eşit bir voltaja şarj edilir. Pozitif yarım döngü sırasında, VD2 diyotu kapalıdır ve C1 kondansatörü ikincil sargı T1 ile seri bağlanır, böylece C2 kondansatörü VD1 diyotu üzerinden voltajı iki katına çıkarmak için şarj edilir. Bu devreye başka bir diyot ve bir kapasitör ekleyerek, aşağıdaki şekillerde gösterilen voltaj üçlüleri için seçenekler elde ederiz:
Şekil 2'deki devre kademeli olabilir ve çok yüksek voltajlar elde edebilir. Böyle bir kademeli çarpan şekilde gösterilmiştir:

Bu devrede C1 dışındaki tüm kondansatörler Ui geriliminin (Uc=2Ui) iki katına kadar, C1 ise sadece Ui'ye kadar şarj olur. Bu nedenle kapasitörlerin ve diyotların çalışma gerilimi oldukça düşüktür. Diyotlardan geçen maksimum akım şu şekilde verilir:

Bu devredeki kapasitörlerin gerekli kapasitansı, yaklaşık formülle belirlenir:

C \u003d 2,85N * Giriş / (Kp * Uout) , MKF

N, voltajın çarpma faktörüdür;
İÇİNDE - yük akımı, mA;
Kp - izin verilen çıkış voltajı dalgalanma faktörü, %;
Uvylx-çıkış gerilimi, V.

C1 kondansatörünün kapasitansı, hesaplanan değere kıyasla 4 kat arttırılmalıdır (ancak çoğu durumda iki veya üç kat artış yeterlidir). Kondansatörler minimum kaçak akıma sahip olmalıdır (K73 tipi ve benzeri).

Köprü doğrultucuları kullanarak voltajı da çarpabilirsiniz. Şekil 6'daki aşağıdaki şema:

Burada, örneğin RB156, RB157 serisi ve benzerleri gibi küçük boyutlu doğrultucu köprüler almak uygundur. Kondansatörler SZ ... C6 (ve daha fazlası) - 0,22 ... 0,56 μF kapasiteli. Kondansatör plakalarındaki voltaj artışını hesaba katmak ve çalışma voltajlarını buna göre seçmek gerekir. Aynısı filtre kondansatörleri C1, C2 için de geçerlidir.

Çok düşük yük akımlarında, yarım dalga çarpanı şemasını kullanabilirsiniz:

Gerekli çıkış voltajı Uout = 0,83Uo'ya bağlı olarak, N kademe sayısı yaklaşık formülle belirlenir:

U1, giriş voltajıdır.

C1 ... C3 kapasitörlerinin kapasitansı C şu şekilde hesaplanır:
C \u003d 34In * (T + 2) / U2
lH, çarpanın yük akımıdır;
U2 - R1 boyunca voltaj düşüşü (genellikle U-1'in %3...5'i içinde seçilir).

Transistör filtreleri kullanarak voltaj çarpanlarındaki dalgalanma faktörünü azaltabilirsiniz (Şekil 8),
Çıkış voltajının dalgalanmasını ve gürültüsünü önemli ölçüde azaltan ve tüm küçük ağırlık ve boyut göstergeleri ile karakterize edilen. Şimdi, 10 A'ya kadar bir yük akımında izin verilen 1,5 kV ve daha yüksek bir voltajla güçlü transistörler üretiliyor. Diyotlar, Uobr \u003d 1.5U0 ve Imax \u003d 2Iout koşulundan seçilir - C1, C2 kapasitörlerinin Kapasitansı C hesaplanır yaklaşık formülü kullanarak:

С=125In/U0

Direnç R1'in direnci 20 ... 100 ohm arasında seçilir. C3 kondansatörünün kapasitansı şu ifadeden belirlenir:

С3=0,5*10^6/(m*fc*R1)

m, doğrultucunun faz sayısıdır (t=2);
fc - çarpanın çalışma frekansı (fc=50 Hz).

Direnç R2 deneysel olarak seçilir (51 ... 75 kOhm içinde), çünkü transistör VT1'in mevcut kazancına bağlıdır. Filtre yerli transistörler KT838, KT840, KT872, KT834 ve benzerlerini kullanabilir.

GERİLİM ÇARPANLARI makalesini tartışın

Voltaj çarpanı - çıkışındaki voltajın genliği teorik olarak giriştekinden kat kat daha yüksek olan özel bir doğrultucu devre tipi. Yani, bir voltaj katlayıcı kullanarak, 100 voltluk bir AC kaynağından 200 volt DC ve sekiz - 800 voltluk bir çarpan kullanarak DC alabilirsiniz. Bu, diyotlar arasındaki voltaj düşüşünü (her biri 0,7 volt) hesaba katmazsanız olur.
Uygulamada, diyagramlarda, elde edilen hesaplamalardan elde edilen herhangi bir yük biraz azaltılacaktır. Çarpan, kapasitörler ve diyotlar içerir. Çarpanın yük kapasitesi, içerdiği kapasitörlerin frekans, kapasitans değeri ile orantılı ve bağlantı sayısı ile ters orantılıdır.

Not: mükemmel yük kapasitesi. 2. Dengesiz voltaj çarpanı (Cockcroft-Walton)

Not: çok yönlülük.
Cockcroft-Walton jeneratörleri başta lazer sistemleri, yüksek voltaj kaynakları, X-ray sistemleri, LCD arka aydınlatmaları, gezici dalga lambaları, iyon pompaları, elektrostatik sistemler, hava iyonlaştırıcılar, parçacık hızlandırıcılar, fotokopi makineleri, osiloskoplar olmak üzere teknolojinin birçok alanında kullanılmaktadır. , televizyonlar ve hem yüksek voltaj hem de doğru akım gerektiren birçok cihaz. 3. Üçlü, 1. seçenek

Mükemmel yük kapasitesi. 4. Üçlü, 2. seçenek

Mükemmel yük kapasitesi. 5. Üçlü, 3. seçenek

Mükemmel yük kapasitesi. 6. 4 ile çarpan, 1. seçenek

Simetrik devre, iyi yük kapasitesi. 7. 4 ile çarpan, 2. seçenek

Simetrik devre, iyi yük kapasitesi. 8. 4 ile çarpan, 3. seçenek

Simetrik devre, iyi yük kapasitesi, ortak bir noktaya göre iki kutup. 9. 5 ile çarpan

Mükemmel yük kapasitesi. 10. 6 ile çarpan, birinci seçenek

Mükemmel yük kapasitesi. 11. 6 ile çarpan, ikinci seçenek

Simetrik devre, mükemmel yük kapasitesi, ortak bir noktaya iki kutup. 12. 8 ile çarpan, ilk bağlantı şeması

Simetrik devre, mükemmel yük kapasitesi. 13. 8 ile çarpan, ikinci bağlantı şeması

Simetrik devre, mükemmel yük kapasitesi, ortak bir noktaya iki kutup. 14. Schenkel-Villard voltaj çarpanı

Mükemmel yük kapasitesi, her bağlantıda kademeli voltaj artışı. 15. Kademe yük çarpanı

Yük karakteristiğinin iki alanı vardır - 2U ila U çıkış voltajı aralığında bir düşük güç alanı ve U'nun altındaki bir çıkış voltajında ​​bir yüksek güç alanı. 16. Volt katkılı doğrultucu

Besleme voltajının iki katına sahip ek bir düşük güç çıkışının varlığı. 17. Diyot köprüsü çarpanı

İyi yük kapasitesi. Fizik deneyleri için yüksek voltajlı güç kaynaklarında klasik voltaj çoğaltma devrelerinden biri. Şekilde bir gerilim katlayıcı gösterilmektedir, ancak çarpandaki kademe sayısı artırılabilir.