Wat is de rol van een transformator in een spanningsverdubbelingsschakeling

Rol van transformatoren in spanningsvermenigvuldigerschakelingen

Transformatoren spelen een cruciale rol in spanningsvermenigvuldigerschakelingen, maar zij alleen kunnen geen spanningsvermenigvuldiging realiseren. Spanningsvermenigvuldigerschakelingen combineren meestal transformatoren met rectificelelementen (zoals dioden en condensatoren) om spanningsdubbeling of -tripeling te bereiken. Hier volgt een uitleg over de rol van transformatoren in spanningsvermenigvuldigerschakelingen en hoe het gebruik van twee transformatoren de uitgangsspanning kan verhogen.

1. Basisrol van transformatoren

Spanningsopvoering/afvoering: Transformatoren kunnen de ingangsspanning verhogen of verlagen. Door een passend spoelverhouding (het verhouding van de primaire naar secundaire winding) te kiezen, kan de gewenste spanningstransformatie worden bereikt.

Isolatie: Transformatoren bieden ook elektrische isolatie, waardoor een directe elektrische verbinding tussen de ingangs- en uitgangsschakeling wordt voorkomen, wat de veiligheid en betrouwbaarheid verhoogt.

2. Basisprincipe van spanningsvermenigvuldigerschakelingen

Spanningsvermenigvuldigerschakelingen gebruiken meerdere stadia van rectificatie en filtering om spanningsvermenigvuldiging te bereiken. Algemene types van spanningsvermenigvuldigerschakelingen zijn:

Halfgeleide spanningsdubbeling:

Gebruikt één diode en één condensator om de spanning tijdens elke halve cyclus te verdubbelen.

De uitgangsspanning is ongeveer tweemaal de piekwaarde van de ingangsspanning.

Volledige golfs spanningsdubbeling:

Gebruikt meerdere dioden en condensatoren om de spanning tijdens elke volledige cyclus te verdubbelen.

De uitgangsspanning is ongeveer tweemaal de piekwaarde van de ingangsspanning.

3. Het gebruik van twee transformatoren om de uitgangsspanning te verhogen

Hoewel één transformator de spanning kan opvoeren, kunnen de volgende methoden worden overwogen om nog hogere uitgangsspanningen te bereiken:

Methode Een: Serie-aansluiting van transformatoren

Principe: De secundaire windingen van twee transformatoren in serie aansluiten kan de uitgangsspanning verdubbelen.

Aansluitmethode:

Sluit de positieve pool van de secundaire winding van de eerste transformator aan op de negatieve pool van de secundaire winding van de tweede transformator.

De uitgangsspanning is de som van de spanningen van de secundaire windingen van beide transformatoren.

Methode Twee: Gekoppelde spanningsvermenigvuldigerschakelingen

Principe: Door meerdere stadia van spanningsvermenigvuldigerschakelingen toe te voegen aan de uitgang van een transformator, kan de uitgangsspanning verder worden verhoogd.

Aansluitmethode:

Gebruik een transformator en een spanningsvermenigvuldigerschakeling in het eerste stadium om de spanning te verdubbelen.

Gebruik een andere transformator en een spanningsvermenigvuldigerschakeling in het tweede stadium om de spanning opnieuw te verdubbelen.

Voorbeeld

Stel dat er een ingangs AC-spanning van 120V eff. is, en we willen de uitgangsspanning verhogen met behulp van twee transformatoren en spanningsvermenigvuldigerschakelingen:

Eerste stadium:

Gebruik een transformator om de ingangsspanning van 120V op te voeren naar 240V.

Gebruik een volledige golfspanningsdubbeling om de 240V piekspanning (ongeveer 339V) te verdubbelen tot 678V.

Tweede stadium:

Gebruik een andere transformator om de 678V op te voeren naar 1356V.

Gebruik een andere volledige golfspanningsdubbeling om de 1356V piekspanning (ongeveer 1916V) te verdubbelen tot 3832V.

Samenvatting

Rol van transformatoren: Transformatoren in spanningsvermenigvuldigerschakelingen worden voornamelijk gebruikt voor spanningsopvoering of -afvoering en om elektrische isolatie te bieden.

Verhoging van de uitgangsspanning: Hogere uitgangsspanningen kunnen worden bereikt door transformatoren in serie aan te sluiten of door gekoppelde spanningsvermenigvuldigerschakelingen te gebruiken.

Het gebruik van twee transformatoren en spanningsvermenigvuldigerschakelingen kan de uitgangsspanning aanzienlijk verhogen, maar het vergroot ook de complexiteit en kosten van de schakeling. Bovendien is het essentieel om ervoor te zorgen dat alle componenten hoge spanningen kunnen weerstaan om de veiligheid en betrouwbaarheid van de schakeling te waarborgen.