Qual è il ruolo di un trasformatore in un circuito raddoppiatore di tensione?

Ruolo dei trasformatori nei circuiti moltiplicatori di tensione

I trasformatori svolgono un ruolo cruciale nei circuiti moltiplicatori di tensione, ma da soli non possono realizzare la moltiplicazione della tensione. I circuiti moltiplicatori di tensione combinano tipicamente i trasformatori con elementi rettificatori (come diodi e condensatori) per ottenere il raddoppio o il triplo della tensione. Ecco una spiegazione del ruolo dei trasformatori nei circuiti moltiplicatori di tensione e di come l'uso di due trasformatori possa aumentare la tensione di uscita.

1. Ruolo di base dei trasformatori

Aumento/Riduzione della Tensione: I trasformatori possono aumentare o ridurre la tensione di ingresso. Scegliendo un rapporto di spire appropriato (il rapporto tra le spire primarie e secondarie), si può ottenere la trasformazione di tensione desiderata.

Isolamento: I trasformatori forniscono anche isolamento elettrico, prevenendo la connessione elettrica diretta tra i circuiti di ingresso e uscita, migliorando così la sicurezza e l'affidabilità.

2. Principio di base dei circuiti moltiplicatori di tensione

I circuiti moltiplicatori di tensione utilizzano più stadi di rettificazione e filtraggio per ottenere la moltiplicazione della tensione. I tipi comuni di circuiti moltiplicatori di tensione includono:

Raddoppiatore di tensione a mezza onda:

Utilizza un diodo e un condensatore per raddoppiare la tensione durante ogni mezzo ciclo.

La tensione di uscita è approssimativamente doppia rispetto alla tensione di picco di ingresso.

Raddoppiatore di tensione a onda completa:

Utilizza più diodi e condensatori per raddoppiare la tensione durante ogni ciclo completo.

La tensione di uscita è approssimativamente doppia rispetto alla tensione di picco di ingresso.

3. Utilizzo di due trasformatori per aumentare la tensione di uscita

Sebbene un singolo trasformatore possa aumentare la tensione, per ottenere tensioni di uscita ancora più elevate, si possono considerare i seguenti metodi:

Metodo Uno: Connessione in serie dei trasformatori

Principio: Collegare le spire secondarie di due trasformatori in serie può raddoppiare la tensione di uscita.

Metodo di connessione:

Collegare il terminale positivo della spira secondaria del primo trasformatore al terminale negativo della spira secondaria del secondo trasformatore.

La tensione di uscita è la somma delle tensioni delle spire secondarie di entrambi i trasformatori.

Metodo Due: Circuiti moltiplicatori di tensione a cascata

Principio: Aggiungere più stadi di circuiti moltiplicatori di tensione all'uscita di un trasformatore può ulteriormente aumentare la tensione di uscita.

Metodo di connessione:

Utilizzare un trasformatore e un circuito moltiplicatore di tensione nel primo stadio per raddoppiare la tensione.

Utilizzare un altro trasformatore e un circuito moltiplicatore di tensione nel secondo stadio per raddoppiare nuovamente la tensione.

Esempio

Si supponga una tensione di ingresso AC di 120V RMS, e si voglia aumentare la tensione di uscita utilizzando due trasformatori e circuiti moltiplicatori di tensione:

Primo Stadio:

Utilizzare un trasformatore per aumentare la tensione di ingresso da 120V a 240V.

Utilizzare un raddoppiatore di tensione a onda completa per raddoppiare la tensione di picco di 240V (circa 339V) a 678V.

Secondo Stadio:

Utilizzare un altro trasformatore per aumentare la tensione da 678V a 1356V.

Utilizzare un altro raddoppiatore di tensione a onda completa per raddoppiare la tensione di picco di 1356V (circa 1916V) a 3832V.

Riepilogo

Ruolo dei Trasformatori: Nei circuiti moltiplicatori di tensione, i trasformatori sono principalmente utilizzati per l'aumento o la riduzione della tensione e per fornire isolamento elettrico.

Aumento della Tensione di Uscita: Tensioni di uscita più elevate possono essere ottenute collegando i trasformatori in serie o attraverso circuiti moltiplicatori di tensione a cascata.

L'uso di due trasformatori e circuiti moltiplicatori di tensione può aumentare significativamente la tensione di uscita, ma aumenta anche la complessità e il costo del circuito. Inoltre, è essenziale assicurarsi che tutti i componenti possano sopportare alte tensioni per garantire la sicurezza e l'affidabilità del circuito.