Каква е ролята на трансформатора в схема за удвояване на напрежението?

Ролята на трансформаторите в цепите за умножаване на напрежението

Трансформаторите играят ключова роля в цепите за умножаване на напрежението, но сами по себе си не могат да осъществят умножаване на напрежението. Цепите за умножаване на напрежението обикновено комбинират трансформатори с правоугълни елементи (например диоди и кондензатори), за да постигнат удвояване или утроене на напрежението. Ето обяснение на ролата на трансформаторите в цепите за умножаване на напрежението и как използването на два трансформатора може да увеличи изходното напрежение.

1. Основна роля на трансформаторите

Стъпково увеличаване/намаление на напрежението: Трансформаторите могат да увеличат или намалят входното напрежение. Чрез избор на подходящо отношение на витките (отношението между витките на первичната и вторичната обмотка) може да се постигне желаното преобразуване на напрежението.

Изолация: Трансформаторите също предоставят електрическа изолация, предотвратявайки пряка електрическа връзка между входните и изходните цепи, което подобрява безопасността и надеждността.

2. Основен принцип на цепите за умножаване на напрежението

Цепите за умножаване на напрежението използват множество етапи на правоугълно преобразуване и филтриране, за да постигнат умножаване на напрежението. Общи типове цепи за умножаване на напрежението включват:

Половин-вълнов умножител на напрежението:

Използва един диод и един кондензатор, за да удвои напрежението при всяка половина цикъл.

Изходното напрежение е приблизително два пъти върховното входно напрежение.

Пълно-вълнов умножител на напрежението:

Използва множество диоди и кондензатори, за да удвои напрежението при всеки пълен цикъл.

Изходното напрежение е приблизително два пъти върховното входно напрежение.

3. Използване на два трансформатора, за да се увеличи изходното напрежение

Макар един трансформатор да може да увеличи напрежението, за да се постигнат още по-високи изходни напрежения, могат да се разгледат следните методи:

Метод 1: Сериен свърз на трансформатори

Принцип: Свързването на вторичните обмотки на два трансформатора в сериен режим може да удвои изходното напрежение.

Способ на свързване:

Свържете положителния терминал на вторичната обмотка на първия трансформатор с отрицателния терминал на вторичната обмотка на втория трансформатор.

Изходното напрежение е сумата от напреженията на вторичните обмотки на двете трансформатори.

Метод 2: Каскадни цепи за умножаване на напрежението

Принцип: Добавянето на множество етапи на цепи за умножаване на напрежението към изхода на трансформатора може да увеличи още повече изходното напрежение.

Способ на свързване:

Използвайте трансформатор и цепь за умножаване на напрежението в първия етап, за да удвоите напрежението.

Използвайте друг трансформатор и цепь за умножаване на напрежението във втория етап, за да удвоите напрежението отново.

Пример

Да предположим, че имаме входно AC напрежение от 120V RMS и искаме да увеличим изходното напрежение, използвайки два трансформатора и цепи за умножаване на напрежението:

Първи етап:

Използвайте трансформатор, за да увеличите входното напрежение от 120V до 240V.

Използвайте пълно-вълнов умножител на напрежението, за да удвоите 240V върховно напрежение (приблизително 339V) до 678V.

Втори етап:

Използвайте друг трансформатор, за да увеличите 678V до 1356V.

Използвайте друг пълно-вълнов умножител на напрежението, за да удвоите 1356V върховно напрежение (приблизително 1916V) до 3832V.

Резюме

Ролята на трансформаторите: Трансформаторите в цепите за умножаване на напрежението се използват главно за стъпково увеличаване или намаление на напрежението и за предоставяне на електрическа изолация.

Увеличаване на изходното напрежение: По-високо изходно напрежение може да се постигне чрез свързване на трансформатори в сериен режим или чрез каскадни цепи за умножаване на напрежението.

Използването на два трансформатора и цепи за умножаване на напрежението може значително да увеличи изходното напрежение, но също така увеличава сложността и цената на цепта. Освен това е важно да се уверите, че всички компоненти могат да издържат високи напрежения, за да се гарантира безопасността и надеждността на цепта.