Умножитель напряжения

На самом деле это модифицированная цепь фильтра конденсатора (выпрямительная цепь), которая обеспечивает постоянное напряжение выходного сигнала, которое в два или более раз превышает пиковое входное напряжение переменного тока. В этом разделе мы рассмотрим полуволновой удвоитель напряжения, полуволновой удвоитель напряжения, удвоитель напряжения, утроитель и, наконец, умножитель напряжения на четыре.

Полуволновой удвоитель напряжения

Форма входного сигнала, схема и форма выходного сигнала показаны на рисунке 1. Здесь, на протяжении положительной полуволны, диод D1 проводит, а диод D2 будет выключен. В это время конденсатор (C1) заряжается до VSmax (пиковое напряжение). На протяжении отрицательной полуволны, диод D2 проводит, а диод D1 будет выключен. В это время C2 начинает заряжаться.

На протяжении следующей положительной полуволны, D2 находится в обратно смещенном состоянии (открытая цепь). В это время конденсатор C2 разряжается через нагрузку, и таким образом, напряжение на этом конденсаторе падает.

Однако, если нет нагрузки на этот конденсатор, то оба конденсатора будут заряжены. То есть C1 заряжается до VSmax, а C2 заряжается до 2VSmax. На протяжении отрицательной полуволны C2 снова заряжается (2VSmax). В следующей полуволне, получается полуволна, отфильтрованная с помощью конденсаторного фильтра, на конденсаторе C2. Здесь частота ряби равна частоте сигнала. Из этой схемы можно получить постоянное выходное напряжение порядка 3 кВ.

Полноволновой удвоитель напряжения

Форма входного сигнала полноволнового удвоителя напряжения показана ниже.

Схема и форма выходного сигнала показаны на рисунке 3. Здесь, на протяжении положительного цикла входного напряжения, диод D1 будет в прямосмещенном состоянии, а конденсатор C1 зарядится до VSmax (пиковое напряжение). В это время, D2 будет в обратно смещенном состоянии. На протяжении отрицательного цикла входного напряжения, диод D2диод будет в прямосмещенном состоянии, а конденсатор C2 заряжается. Если нагрузка не подключена к выходным контактам, общее напряжение обоих конденсаторовбудет выходным напряжением. Если нагрузка подключена к выходным контактам, то выходное напряжение.

Можно видеть, что как полуволновой, так и полноценный волновой удвоители напряжения дают 2VS MAX на выходе. Не требуется центробежный трансформатор. Пиковое обратное напряжение диодов будет равно 2VS MAX. По сравнению с полуволновым удвоителем напряжения, полноценный волновой удвоитель может эффективно фильтровать высокочастотные ряби, и частота ряби на выходе будет равна двум частотам питания. Однако проблема в полноценном волновом удвоителе заключается в том, что между входом и выходом отсутствует общий заземляющий провод.

Утроитель и четвертитель напряжения

Используя метод расширения схемы полуволнового удвоителя напряжения, можно создать любые умножители напряжения (утроители, четвертильники и т. д.). Когда как утечка конденсаторов, так и нагрузка малы, с помощью этих схем можно достичь чрезвычайно высоких постоянных напряжений, которые включают несколько секций для повышения постоянного напряжения.

Здесь, на протяжении первой положительной и отрицательной полуволны все происходит так же, как и в полуволновом удвоителе напряжения. На протяжении следующей положительной полуволны, D1 и D3 проводят, а C3 заряжается до 2VSmax. На протяжении следующей отрицательной полуволны, D2 и D4 проводят, а C4 заряжается до 2VSmax. При добавлении дополнительных