Hvad er rollen for en transformator i en spændingsdobblerkredsløb?

Transformatorers rolle i spændingsmultiplikator-sirkuitter

Transformatorer spiller en vigtig rolle i spændingsmultiplikator-sirkuitter, men de kan alene ikke opnå spændingsmultiplikation. Spændingsmultiplikator-sirkuitter kombinerer typisk transformatorer med rettificerende elementer (som dioder og kondensatorer) for at opnå spændingsdobbelt eller -triplet. Her er en forklaring af transformatorernes rolle i spændingsmultiplikator-sirkuitter og hvordan brugen af to transformatorer kan øge udgangsspændingen.

1. Grundlæggende rolle af transformatorer

Spændingsstigning/Nedsænkning: Transformatorer kan øge eller nedsætte indgangsspændingen. Ved at vælge et passende vindingforhold (forholdet mellem primær- og sekundærvindingerne) kan den ønskede spændingstransformation opnås.

Isolation: Transformatorer giver også elektrisk isolation, der forhindrer direkte elektrisk forbindelse mellem ind- og udgangssirkuitter, hvilket øger sikkerhed og pålidelighed.

2. Grundlæggende princip for spændingsmultiplikator-sirkuitter

Spændingsmultiplikator-sirkuitter bruger flere stadier af rettificering og filtrering for at opnå spændingsmultiplikation. Almindelige typer af spændingsmultiplikator-sirkuitter inkluderer:

Halv-bølgespændingsdobbler:

Bruger en diode og en kondensator til at doble spændingen under hver halv bølge.

Udgangsspændingen er cirka det dobbelte af den maksimale indgangsspænding.

Helbølgespændingsdobbler:

Bruger flere dioder og kondensatorer til at doble spændingen under hver komplet bølge.

Udgangsspændingen er cirka det dobbelte af den maksimale indgangsspænding.

3. Brug af to transformatorer for at øge udgangsspændingen

Selvom en enkelt transformator kan hæve spændingen, kan følgende metoder overvejes for at opnå endnu højere udgangsspændinger:

Metode én: Seriel forbindelse af transformatorer

Princip: Ved at forbinde sekundærvindingerne af to transformatorer i serie kan udgangsspændingen blive fordoblet.

Forbindelsesmetode:

Forbind den positive terminal af den første transformators sekundærvinding til den negative terminal af den anden transformators sekundærvinding.

Udgangsspændingen er summen af spændingerne fra sekundærvindingerne af begge transformatorer.

Metode to: Kaskaderede spændingsmultiplikator-sirkuitter

Princip: Ved at tilføje flere stadier af spændingsmultiplikator-sirkuitter til udgangen af en transformator kan udgangsspændingen yderligere øges.

Forbindelsesmetode:

Brug en transformator og et spændingsmultiplikator-sirkuit i det første stadiet for at doble spændingen.

Brug en anden transformator og et spændingsmultiplikator-sirkuit i det andet stadiet for at doble spændingen igen.

Eksempel

Antag en indgangs AC-spænding på 120V RMS, og vi ønsker at øge udgangsspændingen ved hjælp af to transformatorer og spændingsmultiplikator-sirkuitter:

Første stadiet:

Brug en transformator til at hæve indgangsspændingen fra 120V til 240V.

Brug en helbølgespændingsdobbler til at doble den 240V maksimale spænding (cirka 339V) til 678V.

Andet stadiet:

Brug en anden transformator til at hæve 678V til 1356V.

Brug en anden helbølgespændingsdobbler til at doble den 1356V maksimale spænding (cirka 1916V) til 3832V.

Oversigt

Transformatorers rolle: Transformatorer i spændingsmultiplikator-sirkuitter anvendes primært til spændingshævelse eller -nedskæring samt til at give elektrisk isolation.

Øgning af udgangsspændingen: Højere udgangsspændinger kan opnås ved at forbinde transformatorer i serie eller ved at kaskadere spændingsmultiplikator-sirkuitter.

Brug af to transformatorer og spændingsmultiplikator-sirkuitter kan betydeligt øge udgangsspændingen, men det øger også kompleksiteten og omkostningerne ved sirkuittet. Det er desuden vigtigt at sikre, at alle komponenter kan klare høje spændinger for at sikre sirkuittets sikkerhed og pålidelighed.