Vad är transformatorns roll i en spänningsdubblerarkrets?

Transformatorers roll i spänningsmultiplicatorskretsar

Transformatorer spelar en viktig roll i spänningsmultiplicatorskretsar, men de kan inte ensamma uppnå spänningsmultiplicering. Spänningsmultiplicatorskretsar kombinerar vanligtvis transformatorer med rektifierande element (som dioder och kondensatorer) för att uppnå spänningsdubbling eller -trippling. Här är en förklaring av transformatorernas roll i spänningsmultiplicatorskretsar och hur användningen av två transformatorer kan öka utgångsspänningen.

1. Transformatorers grundläggande roll

Spänningsstegning/stegring: Transformatorer kan öka eller minska ingångsspänningen. Genom att välja ett lämpligt viktsförhållande (förhållandet mellan primär- och sekundärspolevridningar) kan den önskade spänningsomvandlingen uppnås.

Isolering: Transformatorer ger också elektrisk isolering, vilket förhindrar direkt elektrisk koppling mellan ingångs- och utgångskretsarna, vilket ökar säkerheten och tillförlitligheten.

2. Spänningsmultiplicatorskretsars grundläggande princip

Spänningsmultiplicatorskretsar använder flera steg av rektifiering och filtrering för att uppnå spänningsmultiplicering. Vanliga typer av spänningsmultiplicatorskretsar inkluderar:

Halvvaags-spänningsdubblerare:

Använder en diod och en kondensator för att dubbla spänningen under varje halvcykel.

Utgångsspänningen är ungefär dubbelt så hög som toppvärdet på ingångsspänningen.

Helvaags-spänningsdubblerare:

Använder flera dioder och kondensatorer för att dubbla spänningen under varje full cykel.

Utgångsspänningen är ungefär dubbelt så hög som toppvärdet på ingångsspänningen.

3. Använda två transformatorer för att öka utgångsspänningen

Medan en enda transformator kan stega upp spänningen, kan följande metoder övervägas för att uppnå ännu högre utgångsspänningar:

Metod Ett: Serieanslutning av transformatorer

Princip: Att ansluta sekundärvindingsarna från två transformatorer i serie kan dubblera utgångsspänningen.

Anslutningsmetod:

Anslut det positiva polen av den första transformatorns sekundärvinding till det negativa polen av den andra transformatorns sekundärvinding.

Utgångsspänningen är summan av spänningarna från sekundärvindingsarna hos båda transformatorerna.

Metod Två: Kaskaderade spänningsmultiplicatorskretsar

Princip: Att lägga till flera steg av spänningsmultiplicatorskretsar vid utgången från en transformator kan ytterligare öka utgångsspänningen.

Anslutningsmetod:

Använd en transformator och en spänningsmultiplicatorskrets i det första steget för att dubbla spänningen.

Använd en annan transformator och en spänningsmultiplicatorskrets i det andra steget för att dubbla spänningen igen.

Exempel

Antag en inkommande växelspänning på 120V RMS, och vi vill öka utgångsspänningen genom att använda två transformatorer och spänningsmultiplicatorskretsar:

Första Steget:

Använd en transformator för att stega upp ingångsspänningen från 120V till 240V.

Använd en helvaags-spänningsdubblerare för att dubbla 240V toppspänningen (ungefär 339V) till 678V.

Andra Steget:

Använd en annan transformator för att stega upp 678V till 1356V.

Använd en annan helvaags-spänningsdubblerare för att dubbla 1356V toppspänningen (ungefär 1916V) till 3832V.

Sammanfattning

Transformatorers roll: Transformatorer i spänningsmultiplicatorskretsar används främst för spänningsstegning eller -stegring samt för att ge elektrisk isolering.

Öka utgångsspänningen: Högre utgångsspänningar kan uppnås genom att ansluta transformatorer i serie eller genom att kaskadspänningsmultiplicatorskretsar.

Genom att använda två transformatorer och spänningsmultiplicatorskretsar kan utgångsspänningen betydligt ökas, men det ökar också komplexiteten och kostnaden för kretsen. Det är också viktigt att se till att alla komponenter kan tåla höga spänningar för att säkerställa kretsens säkerhet och tillförlitlighet.