전압 배가기

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필드: 기본 전기학

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실제로 이는 DC 출력을 생성하는 수정된 커패시터 필터 회로(정류 회로)입니다. 이 DC 출력은 AC 피크 입력의 두 배 이상입니다. 이 섹션에서는 전체 파형 전압 배가기, 반파형 전압 배가기, 전압 트리플러 그리고 마지막으로 쿼드루플러를 살펴볼 수 있습니다.

반파형 전압 배가기

입력 파형, 회로도 및 출력 파형은 도 1에 표시되어 있습니다. 여기서 양의 반 주기 동안 D₁ 다이오드는 전방향 바이어스 상태로 전류를 흘리고, D₂ 다이오드는 오프 상태입니다. 이 시점에서 C₁ 커패시터는 V_Smax (피크 2^o 전압)까지 충전됩니다. 음의 반 주기 동안 D₂ 다이오드는 전방향 바이어스 상태로 전류를 흘리고, D₁ 다이오드는 오프 상태입니다. 이 시점에서 C₂ 커패시터는 충전을 시작합니다.

다음 양의 반 주기 동안 D₂는 역방향 바이어스 상태(오픈 서킷)입니다. 이 시점에서 C₂ 커패시터는 부하를 통해 방전되며, 따라서 이 커패시터의 전압은 떨어집니다.

하지만 이 커패시터에 부하가 연결되지 않은 경우, 두 개의 커패시터 모두 충전 상태가 됩니다. 즉, C₁은 V_Smax까지 충전되고, C₂는 2V_Smax까지 충전됩니다. 음의 반 주기 동안 C₂는 다시 2V_Smax까지 충전됩니다. 다음 반 주기 동안, C₂에는 커패시터 필터를 통해 필터링된 반파형이 얻어집니다. 여기서 리플 주파수는 신호 주파수와 같습니다. 이 회로부터 약 3kV의 DC 출력 전압을 얻을 수 있습니다.

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전체 파형 전압 배가기

전체 파형 전압 배가기의 입력 파형은 아래에 표시되어 있습니다.
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회로도 및 출력 파형은 도 3에 표시되어 있습니다. 여기서 입력 전압의 양의 주기 동안 D₁ 다이오드는 전방향 바이어스 상태이고, C₁ 커패시터는 V_Smax(피크 전압)까지 충전됩니다. 이 시점에서 D₂는 역방향 바이어스 상태입니다. 입력 전압의 음의 주기 동안 D₂ 다이오드는 전방향 바이어스 상태이고, C₂ 커패시터는 충전됩니다. 만약 출력 단자에 부하가 연결되지 않으면, 두 개의 커패시터의 총 전압이 출력 전압으로 얻어집니다. 일부 부하가 출력 단자에 연결되면, 출력 전압은 다음과 같습니다..
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우리는 반파형과 전체 파형 전압 배가기가 모두 2V_{S MAX}를 출력함을 알 수 있습니다. 이 회로는 중앙 접지 변압기를 필요로 하지 않습니다. 다이오드의 최대 역방향 전압 등급은 2V_{S MAX}와 같습니다. 반파형 전압 배가기와 비교하여, 전체 파형 전압 배가기는 고주파 리플을 쉽게 필터링할 수 있으며, 출력 리플 주파수는 공급 주파수의 두 배가 됩니다. 그러나 전체 파형 전압 배가기의 문제점은 입력과 출력 사이에 공통 접지가 없다는 것입니다.

전압 트리플러 및 쿼드루플러

반파형 전압 배가기 회로를 확장하는 방법을 사용하여 어떤 전압 증폭기(트리플러, 쿼드루플러 등)든지 만들 수 있습니다. 두 개의 커패시터 누설 및 부하가 작을 때, 이러한 회로를 사용하여 매우 높은 DC 전압을 달성할 수 있습니다. 여러 단계로 DC 전압을 증가시키는 데 사용됩니다.
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여기서 첫 번째 양의 반 주기와 음의 반 주기는 반파형 전압 배가기와 같습니다. 다음 양의 반 주기 동안 D₁과 D₃가 전류를 흘리고, C₃는 2V_Smax까지 충전됩니다. 다음 음의 반 주기 동안 D₂와 D₄가 전류를 흘리고, C₄는 2V_Smax까지 충전됩니다. 더 많은 다이오드와 커패시터가 추가될 때마다, 각각의 커패시터는 2V_Smax까지 충전됩니다. 출력에서, 2^o 변압기 와인딩 상단에서 측정하면 V_Smax의 홀수 배를 얻을 수 있고, 2^o 변압기 와인딩 하단에서 측정하면 V_Smax의 짝수 배를 얻을 수 있습니다.