Multiplicator de tensiune
Ce se întâmplă dacă încărcați condensatorii în paralel sau pe rând, apoi îi conectați în serie și utilizați bateria rezultată ca sursă de tensiune mai mare? Dar aceasta este o modalitate binecunoscută de creștere a tensiunii, numită multiplicare.
Folosind un multiplicator de tensiune, se poate obține o tensiune mai mare de la o sursă de joasă tensiune fără a fi nevoie de un transformator de creștere în acest scop. În unele aplicații, transformatorul nu va funcționa deloc și, uneori, este mult mai convenabil să folosiți un multiplicator pentru a crește tensiunea.
De exemplu, la televizoarele fabricate în URSS, o tensiune de 9 kV poate fi obținută de la un transformator liniar și apoi deja crescută la 27 kV folosind un multiplicator UN9 / 27-1.3 (marcajul înseamnă că 9 kV este furnizat la intrare, la ieșire se obține 27 kV la un curent de 1,3 mA).
Imaginați-vă dacă ar trebui să obțineți o astfel de tensiune pentru un televizor CRT folosind un singur transformator? Câte spire trebuie înfășurate în înfășurarea sa secundară și cât de gros va fi firul? Acest lucru ar duce la o risipă de materiale.Ca urmare, se dovedește că pentru obținerea de tensiuni înalte, dacă puterea necesară nu este mare, un multiplicator este destul de potrivit.
Un circuit multiplicator de tensiune, indiferent dacă este de joasă tensiune sau de înaltă tensiune, conține doar două tipuri de componente: diode și condensatoare.
Funcția diodelor este de a direcționa curentul de încărcare în condensatorii respectivi, iar apoi de a direcționa curentul de descărcare de la condensatorii respectivi în direcția corectă, astfel încât obiectivul (obținerea unei tensiuni crescute) să fie atins.
Desigur, multiplicatorului i se aplică o tensiune de curent alternativ sau undă și adesea această sursă de tensiune este preluată de la transformator. Și la ieșirea multiplicatorului, datorită diodelor, tensiunea va fi acum constantă.
Să ne uităm la modul în care funcționează multiplicatorul, folosind un dublator ca exemplu. Când curentul de la început se mișcă în jos de la sursă, condensatorul superior C1 din apropiere este încărcat primul și cel mai intens prin dioda inferioară D1 din apropiere, în timp ce al doilea condensator conform schemei nu primește încărcare, deoarece este blocat de dioda.
De asemenea, din moment ce avem o sursă de curent alternativ aici, curentul se deplasează în sus de la sursă, dar aici pe parcurs există condensator încărcat C1, care acum se dovedește a fi conectat în serie cu sursa și prin dioda D2, condensatorul C2 primește o sarcină la o tensiune mai mare, astfel încât tensiunea de pe acesta este mai mare decât amplitudinea sursei (minus pierderile în diodă, în fire, în dielectric și altele.).).
În plus, curentul se deplasează din nou în jos de la sursă - condensatorul C1 este reîncărcat.Și dacă nu există sarcină, după câteva perioade, tensiunea pe condensatorul C2 va fi menținută la aproximativ 2 amplitudini de tensiune a sursei. De asemenea, puteți adăuga mai multe secțiuni pentru a obține tensiuni mai mari.
Cu toate acestea, pe măsură ce numărul de trepte în multiplicator crește, tensiunea de ieșire devine mai întâi din ce în ce mai mare, dar apoi scade rapid. În practică, mai mult de 3 pași sunt rar utilizați în multiplicatori. La urma urmei, dacă faci prea mulți pași, atunci pierderile vor crește, iar tensiunea secțiunilor îndepărtate va fi mai mică decât cea dorită, ca să nu mai vorbim de greutatea și dimensiunile unui astfel de produs.
Apropo, dublarea tensiunii este folosită în mod tradițional în cuptoarele cu microunde. MOT (frecvența 50 Hz), dar triplarea, în multipli precum UN, se aplică unei tensiuni de înaltă frecvență măsurată în zeci de kiloherți.
Astăzi, în multe domenii tehnice în care este necesară tensiune înaltă cu curent scăzut: în tehnologia laser și cu raze X, în sistemele de iluminare de fundal a afișajului, în circuitele de putere cu magnetron, în ionizatoare de aer, acceleratoare de particule, în tehnologia de copiere, multiplicatorii sunt bine prinși.