Jaký je proces generování vysokého napětí z nízkého napětí pomocí kondenzátorů a diod?

Proces generování vysokého napětí z nízkého napětí pomocí kondenzátorů a diod obvykle zahrnuje specifickou obvodovou strukturu, jako je například obvod dvojitě se zapínajícího členku. Zde je základní postup:

Úvod do prvků obvodu

Kondenzátor

Kondenzátor je elektronický součástka, která může ukládat elektrický náboj. V tomto procesu kondenzátor především hraje roli ukládání a uvolňování náboje.

Kapacita kondenzátoru určuje, kolik náboje může ukládat. Obecně platí, že čím větší hodnota kapacity, tím více náboje lze uložit.

Dioda

Dioda je elektronický prvek s jednosměrnou vodivostí. V tomto procesu se dioda používá k řízení směru proudy, aby náboj mohl proudit podle specifické cesty.

Pád napětí při předním zapnutí diody je malý a skoro žádný proud není povolen projít při zákroku v opačném směru.

Princip fungování obvodu dvojitě se zapínajícího členku

Obvod dvojitě se zapínajícího členku na polovinu vlny

Vstupní signál nízkého střídavého napětí, když signál střídavého proudu je v kladné půlkružnici, je dioda zapnuta, kondenzátor se nabije, takže napětí na obou koncích kondenzátoru je blízké vrcholu vstupního napětí.

Když signál střídavého proudu vstoupí do záporné půlkružnice, dioda je odpojena a vstupní napětí a nabité napětí na kondenzátoru jsou spojeny v sérii, působí společně na zatížení, což umožňuje získat výstupní napětí na zatížení, které je vyšší než vrcholové vstupní napětí.

Obvod dvojitě se zapínajícího členku na celou vlnu

Obvod dvojitě se zapínajícího členku na celou vlnu používá dvě diody a dva kondenzátory. Vstupní signál nízkého střídavého napětí, v kladné půlkružnici je zapnuta jedna dioda a nabíjí se jeden kondenzátor; v záporné půlkružnici je zapnuta druhá dioda a nabíjí se druhý kondenzátor.

Napětí na obou kondenzátorech jsou pak spojena v sérii a působí na zatížení, což vede ke vzniku vyššího výstupního napětí na zatížení.

Klíčové faktory v procesu

Výběr kapacity

Hodnota kapacity kondenzátoru musí být vybrána podle frekvence vstupního napětí, velikosti zatížení proudu a dalších faktorů. Pokud je hodnota kapacity příliš malá, nemusí být schopná ukládat dostatečný náboj, což může vést k nestabilitě výstupního napětí; pokud je hodnota kapacity příliš velká, může to zvýšit náklady a objem obvodu.

Parametry diody

Parametry pádu napětí při předním zapnutí diody a odolnosti proti zápornému napětí také musí být vybrány podle požadavků vstupního a výstupního napětí. Pokud je pád napětí diody velký, amplituda výstupního napětí se sníží. Pokud je odolnost proti zápornému napětí diody nedostatečná, může dojít k jejímu prohřešení, což může vést k selhání obvodu.

Efekt zatížení

Velikost zatížení ovlivní stabilitu výstupního napětí. Pokud je zatížení proudu příliš velké, způsobí to rychlejší vybíjení kondenzátoru a snížení výstupního napětí. Proto je při návrhu obvodu nutné vybrat vhodné parametry kondenzátoru a diody podle požadavků zatížení, aby byla zajištěna stabilita výstupního napětí.