Spændingsmultiplicator

Det er i virkeligheden en modificeret kondensatorfilterkredsløb (rektifierkredsløb), der producerer et DC-output spænding, der er to eller flere gange højere end AC-topindgangsspændingen. I denne sektion kan vi se på fuld-bølge spændingsfordobler, halv-bølge spændingsfordobler, spændingsfortrider og endelig kvadrupler.

Halv Bølge Spændingsfordobler

Indgangsbølgen, kredsløbsdiagrammet og udgangsbølgen vises i figur 1. Her igennem den positive halvcyklus vil den forhenvendte D1 diode lede strøm, og dioden D2 være slukket. I dette tidsrum bliver kondensatoren (C1) opladt til VSmax (topspænding). Gennem den negative halvcyklus vil den forhenvendte D2 diode lede strøm, og D1 diode være slukket. I dette tidsrum starter C2 at oplades.

Gennem den næste positive halvcyklus er D2 i bagvendt polariseret tilstand (åben kredsløb). I dette tidsrum bliver C2 kondensatoren afledt gennem belastningen, og dermed falder spændingen over denne kondensator.

Men når der ikke er nogen belastning over denne kondensator, så vil begge kondensatorer være opladede. Det vil sige, at C1 er opladt til VSmax og C2 er opladt til 2VSmax. Gennem den negative halvcyklus bliver C2 igen opladt (2VSmax). I den næste halvcyklus opnår man en halv bølge, der er filtreret ved hjælp af en kondensatorfilter over kondensator C2. Her er riplen frekvensen den samme som signal frekvensen. En DC-udgangsspænding på omkring 3kV kan opnås fra dette kredsløb.

Fuld Bølge Spændingsfordobler

Indgangsbølgen til fuld-bølge spændingsfordobler vises nedenfor.

Kredsløbsdiagrammet og udgangsbølgen vises i figur 3. Her igennem den positive cyklus af indgangsspændingen vil dioden D1 være i forhenvendt tilstand, og kondensator C1 vil blive opladt til VSmax(topspænding). I dette tidsrum vil D2 være i bagvendt polariseret tilstand. Gennem den negative cyklus af indgangsspænding vil D2dioden være i forhenvendt tilstand, og kondensator C2 vil blive opladt. Hvis der ikke er forbundet noget belastning til udgangsterminalerne, vil de totale spændinger fra begge kondensatoreropnås som udgangsspænding. Hvis der er forbundet noget belastning til udgangsterminalerne, vil udgangsspændingen.

Vi kan se, at både halv-bølge og fuld-bølge spændingsfordobler vil give 2VS MAX som udgang. Det kræver ikke nogen midterledtransformator. Peak inverse voltage rating af dioderne vil være lig med 2VS MAX. Når man sammenligner med halv-bølge spændingsfordobler, kan fuld-bølge spændingsfordobler let filtrere højfrekvente ripler, og udgangsriplefrekvensen vil være lig med dobbelt af netfrekvensen. Men problemet med fuld-bølge spændingsfordobler er, at der ikke findes en fælles jord mellem indgang og udgang.

Spændingsfortrider og -kvadrupler

Ved hjælp af metoden med udvidelse af halv-bølge spændingsfordobler kredsløb, kan enhver spændingsmultiplikator (Tripler, Kvadrupler osv.) skabes. Når både kondensator lekkage og belastning er små, kan vi opnå enormt høje DC-spændinger ved hjælp af disse kredsløb, der inkluderer flere sektioner til at øge DC-spændingen.

Her igennem den første positive og negative halvcyklus er den samme som halv-bølge spændingsfordobler. Gennem den næste positive halvcyklus vil D1 og D3 lede strøm, og C3 oplades til 2V