Role transformátorů v obvodech násobičů napětí
Transformátory hrají klíčovou roli v obvodech násobičů napětí, ale sami o sobě nedokáží dosáhnout násobení napětí. Obvody násobičů napětí obvykle kombinují transformátory s prveky pro obousměrné členění (jako jsou diody a kondenzátory) k dosažení zdvojnásobení nebo ztrojnásobení napětí. Zde je vysvětlení role transformátorů v obvodech násobičů napětí a jak použitím dvou transformátorů lze zvýšit výstupní napětí.
1. Základní role transformátorů
Zvýšení/Snížení Napětí: Transformátory mohou zvýšit nebo snížit vstupní napětí. Výběrem vhodného poměru závitů (poměr počtu závitů primární a sekundární cívky) lze dosáhnout požadované transformace napětí.
Izolace: Transformátory také poskytují elektrickou izolaci, zabrání přímému elektrickému spojení mezi vstupními a výstupními obvody, což zvyšuje bezpečnost a spolehlivost.
2. Základní princip obvodů násobičů napětí
Obvody násobičů napětí využívají více stupňů obousměrného členění a filtrace k dosažení násobení napětí. Běžné typy obvodů násobičů napětí zahrnují:
Půlový násobič napětí:
Využívá jednu diodu a jeden kondenzátor k zdvojnásobení napětí během každé poloviny cyklu.
Výstupní napětí je přibližně dvojnásobek vrcholového vstupního napětí.
Úplný násobič napětí:
Využívá několik diod a kondenzátorů k zdvojnásobení napětí během každého úplného cyklu.
Výstupní napětí je přibližně dvojnásobek vrcholového vstupního napětí.
3. Použití dvou transformátorů k zvýšení výstupního napětí
Zatímco jeden transformátor může zvýšit napětí, k dosažení ještě vyššího výstupního napětí lze zvážit následující metody:
Metoda Jedna: Sériové spojení transformátorů
Princip: Sériové spojení sekundárních civek dvou transformátorů může zdvojnásobit výstupní napětí.
Způsob spojení:
Spojte kladný terminál sekundární cívky prvního transformátoru s záporným terminálem sekundární cívky druhého transformátoru.
Výstupní napětí je součtem napětí ze sekundárních civek obou transformátorů.
Metoda Dva: Kaskádové obvody násobičů napětí
Princip: Přidáním více stupňů obvodů násobičů napětí na výstup transformátoru lze dále zvýšit výstupní napětí.
Způsob spojení:
Použijte transformátor a obvod násobiče napětí v prvním stupni k zdvojnásobení napětí.
Použijte další transformátor a obvod násobiče napětí ve druhém stupni k opětovnému zdvojnásobení napětí.
Příklad
Předpokládejme vstupní střídavé napětí 120V RMS a chceme zvýšit výstupní napětí pomocí dvou transformátorů a obvodů násobičů napětí:
První stupeň:
Použijte transformátor k zvýšení vstupního napětí z 120V na 240V.
Použijte úplný násobič napětí k zdvojnásobení vrcholového napětí 240V (přibližně 339V) na 678V.
Druhý stupeň:
Použijte další transformátor k zvýšení 678V na 1356V.
Použijte další úplný násobič napětí k zdvojnásobení vrcholového napětí 1356V (přibližně 1916V) na 3832V.
Shrnutí
Role transformátorů: Transformátory v obvodech násobičů napětí se hlavně používají pro zvýšení nebo snížení napětí a pro poskytnutí elektrické izolace.
Zvýšení výstupního napětí: Vyšší výstupní napětí lze dosáhnout sériovým spojením transformátorů nebo kaskádováním obvodů násobičů napětí.
Použitím dvou transformátorů a obvodů násobičů napětí lze významně zvýšit výstupní napětí, ale zároveň to zvyšuje složitost a náklady obvodu. Je důležité zajistit, aby všechny komponenty dokázaly odolat vysokým napětím, aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost obvodu.