Spänningsmultiplicator

Det är i själva verket en modifierad kondensatorfilterkrets (rektifieringskrets) som ger ett DC-utdata spänning som är två eller fler än två gånger den AC-toppinmatningen. I detta avsnitt kan vi titta på fullvågs spänningsdubblerare, halvvågs spänningsdubblerare, spännings trippelare och slutligen kvadruplerare.

Halvvågs Spänningsdubblerare

Inmatningsvågformen, kretsschemat och utdatavågformen visas i figur 1. Här genomförs hela den positiva halvcykeln, det framvänta D1-dioden leder ström och dioden D2 kommer att vara avstängd. Under denna tid laddas kondensatorn (C1) upp till VSmax (toppspänning). Genom hela den negativa halvcykeln leder den framvänta D2-dioden ström och D1-dioden kommer att vara avstängd. Under denna tid börjar C2 laddas.

Genom nästa positiva halvcykel är D2 i bakvänt förhållande (öppen krets). Under denna tid släpps C2-kondensatorn genom belastningen och därmed spänningen över denna kondensator faller.

Men när det inte finns någon belastning över denna kondensator, då kommer båda kondensatorerna att vara laddade. Det vill säga, C1 laddas upp till VSmax och C2 laddas upp till 2VSmax. Genom hela den negativa halvcykeln laddas C2 igen (2VSmax). I nästa halvcykel erhålls en halvvåg som filtreras med hjälp av kondensatorfiltret över kondensatorn C2. Här är ripplefrekvensen samma som signalfrekvensen. En DC-utdata på omkring 3kV kan erhållas från denna krets.

Fullvågs Spänningsdubblerare

Inmatningsvågformen för fullvågs spänningsdubblerare visas nedan.

Kretsschemat och utdatavågformen visas i figur 3. Här; genom hela den positiva cykeln av inmatningsvoltagen, kommer dioden D1 att vara i framvänt läge och kondensatorn C1 laddas upp till VSmax(toppspänning). Under denna tid kommer D2 att vara i bakvänt läge. Genom hela den negativa cykeln av inmatningsspänning, kommer D2dioden att vara i framvänt läge och kondensatorn C2 laddas. Om ingen belastning är ansluten vid utdatapunkterna, blir totala spänningarna av båda kondensatorernasom utdataspänning. Om någon belastning är ansluten vid utdatapunkterna, blir utdataspänningen.

Vi kan se att, både halvvågs och fullvågs spänningsdubblerare ger 2VS MAX som utdata. Det krävs inget centertappad transformer. Diodernas peak-inverse-spänning-rätning kommer att vara lika med 2VS MAX. När man jämför med halvvågs spänningsdubblerare, kan fullvågs spänningsdubblerare enkelt filtrera högfrekventa ripples och utdataripplefrekvensen kommer att vara lika med två gånger nätspänningens frekvens. Men problemet med fullvågs spänningsdubblerare är att; mellan inmatningen och utmatningen saknas gemensam mark.

Spännings Trippelare och Fyrupplare

Med metoden för utökning av halvvågs spänningsdubblerarkrets, kan vilka som helst spänningsmultiplicatorer (Trippelare, Fyrupplare etc) skapas. När både kondensator läckage och belastning är små, kan vi uppnå extremt höga DC-spänningar med hjälp av dessa kretsar som inkluderar flera sektioner för att stegra (öka) DC-spänningen.

Här; är hela den första positiva och negativa halvcykeln samma som för halvvågs spänningsdubblerare. Genom nästa positiva halvcykel, leder D1 och D3 och C3 laddas upp till 2VSmax. Genom nästa negativa halvcykel, leder D