چه نقشی ترانسفورماتور در مدار دو برابر کننده ولتاژ ایفا می‌کند

نقش ترانسفورماتورها در مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ

ترانسفورماتورها نقش مهمی در مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ ایفا می‌کنند، اما به تنهایی نمی‌توانند ضرب‌کنندگی ولتاژ را انجام دهند. مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ معمولاً ترانسفورماتورها را با عناصر مستقیم‌ساز (مانند دیودها و خازن‌ها) ترکیب می‌کنند تا ضرب‌کنندگی ولتاژ دو برابر یا سه برابر را به دست آورند. در اینجا توضیحی درباره نقش ترانسفورماتورها در مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ و نحوه استفاده از دو ترانسفورماتور برای افزایش ولتاژ خروجی آورده شده است.

1. نقش اساسی ترانسفورماتورها

افزایش/کاهش ولتاژ: ترانسفورماتورها می‌توانند ولتاژ ورودی را افزایش یا کاهش دهند. با انتخاب نسبت پیچش مناسب (نسبت تعداد دورهای پریمری به ثانویه)، تبدیل ولتاژ مورد نظر قابل انجام است.

ایزولاسیون: ترانسفورماتورها همچنین جداسازی الکتریکی را فراهم می‌کنند و اتصال مستقیم الکتریکی بین مدارهای ورودی و خروجی را جلوگیری می‌کنند، بنابراین ایمنی و قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهند.

2. اصل اساسی مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ

مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ از چند مرحله مستقیم‌سازی و فیلترینگ برای انجام ضرب‌کنندگی ولتاژ استفاده می‌کنند. انواع رایج مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ شامل:

ضمنی‌کننده ولتاژ نیم موج:

از یک دیود و یک خازن برای دوبرابر کردن ولتاژ در هر نیم موج استفاده می‌کند.

ولتاژ خروجی تقریباً دوبرابر ولتاژ پیک ورودی است.

ضمنی‌کننده ولتاژ تمام موج:

از چند دیود و خازن برای دوبرابر کردن ولتاژ در هر چرخه کامل استفاده می‌کند.

ولتاژ خروجی تقریباً دوبرابر ولتاژ پیک ورودی است.

3. استفاده از دو ترانسفورماتور برای افزایش ولتاژ خروجی

در حالی که یک ترانسفورماتور می‌تواند ولتاژ را افزایش دهد، برای رسیدن به ولتاژهای خروجی حتی بالاتر، می‌توان روش‌های زیر را در نظر گرفت:

روش اول: اتصال سری ترانسفورماتورها

اصل: اتصال سری پیچش‌های ثانویه دو ترانسفورماتور می‌تواند ولتاژ خروجی را دوبرابر کند.

روش اتصال:

طرف مثبت پیچش ثانویه ترانسفورماتور اول را به طرف منفی پیچش ثانویه ترانسفورماتور دوم متصل کنید.

ولتاژ خروجی مجموع ولتاژهای پیچش‌های ثانویه هر دو ترانسفورماتور است.

روش دوم: مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ در حالت کASCADE

اصل: افزودن چند مرحله از مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ به خروجی یک ترانسفورماتور می‌تواند ولتاژ خروجی را بیشتر افزایش دهد.

روش اتصال:

از یک ترانسفورماتور و یک مدار ضرب‌کننده ولتاژ در مرحله اول برای دوبرابر کردن ولتاژ استفاده کنید.

از یک ترانسفورماتور دیگر و یک مدار ضرب‌کننده ولتاژ در مرحله دوم برای دوبرابر کردن ولتاژ دوباره استفاده کنید.

مثال

فرض کنید ولتاژ ورودی AC 120V RMS است و می‌خواهیم ولتاژ خروجی را با استفاده از دو ترانسفورماتور و مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ افزایش دهیم:

مرحله اول:

از یک ترانسفورماتور برای افزایش ولتاژ ورودی از 120V به 240V استفاده کنید.

از یک ضرب‌کننده ولتاژ تمام موج برای دوبرابر کردن ولتاژ پیک 240V (تقریباً 339V) به 678V استفاده کنید.

مرحله دوم:

از یک ترانسفورماتور دیگر برای افزایش 678V به 1356V استفاده کنید.

از یک ضرب‌کننده ولتاژ تمام موج دیگر برای دوبرابر کردن ولتاژ پیک 1356V (تقریباً 1916V) به 3832V استفاده کنید.

خلاصه

نقش ترانسفورماتورها: ترانسفورماتورها در مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ عموماً برای افزایش یا کاهش ولتاژ و جداسازی الکتریکی استفاده می‌شوند.

افزایش ولتاژ خروجی: ولتاژهای خروجی بالاتر می‌توانند با اتصال سری ترانسفورماتورها یا با کASCADE مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ به دست آیند.

استفاده از دو ترانسفورماتور و مدارهای ضرب‌کننده ولتاژ می‌تواند ولتاژ خروجی را به طور قابل توجهی افزایش دهد، اما همچنین پیچیدگی و هزینه مدار را نیز افزایش می‌دهد. علاوه بر این، اطمینان از تحمل مقادیر بالای ولتاژ توسط تمام اجزا برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان مدار ضروری است.