Меню

Током при удвоения напряжения

Преобразователи постоянного напряжения на коммутируемых конденсаторах

УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

В радиолюбительской практике часто требуется несколько напряжений для питания слаботочных узлов (специализированных микросхем, предварительных усилителей и т.п.), а имеющийся источник питания выдает одно напряжение. Чтобы не искать трансформатор с дополнительными обмотками, можно воспользоваться схемами умножения напряжения. Схема ниже:

Предлагаем еще несколько схем умножения напряжения. Изображена мостовая двухтактная схема удвоения напряжения. В этой схеме частота пульсаций выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сети (fn=2fc), обратное напряжение на диодах в 1,5 раза больше выпрямленного, коэффициент использования трансформатора — 0,64. Ее можно представить в виде двух последовательно включенных однополупериодных схем, работающих от одной обмотки трансформатора и подключенных к общей нагрузке. Если среднюю точку (точку соединения конденсаторов) подключить к общему проводу, получится двухполярный источник с выходным напряжением ±U. Вторая схема удвоения напряжения показана на рисунке 2, который вы видите ниже:

В ней вход (вторичная обмотка трансформатора) и выход имеют общую точку, что в ряде случаев может оказаться полезным. Здесь в течение отрицательного полупериода входного напряжения конденсатор С1 заряжается через диод VD2 до напряжения, равного амплитудному значению U-1. Во время положительного полупериода диод VD2 закрыт, а конденсатор С1 оказывается включенным последовательно с вторичной обмоткой Т1, поэтому конденсатор С2 через диод VD1 заряжается до удвоенного значения напряжения. Добавив к данной схеме еще один диод и конденсатор, получим варианты утроителей напряжения, которые представлены на следущих рисунках:

Схему на рис.2 можно каскадировать и получать весьма высокие напряжения. Такой каскадный умножитель представлен на рисунке:

В этой схеме все конденсаторы, за исключением С1, заряжаются до удвоенного напряжения Ui (Uc=2Ui), а С1 заряжается только до Ui. Таким образом, рабочее напряжение конденсаторов и диодов получается достаточно низким. Максимальный ток через диоды определяется выражением:
lmax=2,1IH, где lH—ток, потребляемый нагрузкой.
Необходимая емкость конденсаторов в этой схеме определяется по приближенной формуле:

С=2,85N*Iн/(Кп*Uвых), Мкф

где N—кратность умножения напряжения; IН — ток нагрузки, мА; Кп — допустимый коэффициент пульсаций выходного напряжения, %; Uвыlx—выходное напряжение, В.

Емкость конденсатора С1 необходимо увеличить в 4 раза по сравнению с расчетным значением (хотя в большинстве случаев хватает и двух-трех- кратного увеличения). Конденсаторы должны быть с минимальным током утечки (типа К73 и аналогичные).

Умножать напряжение можно и с помощью мостовых выпрямителей. Схема ниже на рисунке 6:

Здесь удобно взять малогабаритные выпрямительные мосты, например, серий RB156, RB157 и аналогичные. Конденсаторы СЗ…С6 (и далее) — емкостью 0,22…0,56 мкФ. Следует учитывать возрастание напряжения на обкладках конденсаторов и соответствующим образом выбирать их рабочее напряжение. Это же относится и к конденсаторам фильтра С1, С2.

При совсем малых токах нагрузки можно воспользоваться схемой одно- полупериодного умножителя:

В зависимости от необходимого выходного напряжения Uвых=0,83Uo определяется количество каскадов N по приближенной формуле:
N=0.85U0/U1
где U1 — входное напряжение.

Емкость С конденсаторов С1…СЗ рассчитывается: С=34Iн*(Т+2)/U2 где lH —ток нагрузки умножителя; U2 — падение напряжения на R1 (обычно выбирается в пределах 3…5% от U-1).

Снизить коэффициент пульсаций в умножителях напряжения можно с помощью транзисторных фильтров (рис.8),

Которые существенно уменьшают пульсации и шумы выходного напряжения и характеризуются весь малыми массогабаритными показателями. Сейчас выпускаются мощные транзисторы с допустимым напряжением 1,5 кВ и выше при токе нагрузки до 10 А. Диоды выбираются из условия Uобр=1,5U0 и Iмакс=2Iвых — Емкость С конденсаторов С1, С2 рассчитывается по приближенной формуле:

С=125Iн/U0

Сопротивление резистора R1 выбирается в пределах 20… 100 Ом. Емкость конденсатора СЗ определяется из выражения:

С3=0,5*10^6/(m*fc*R1)

где m — число фаз выпрямителя (т=2); fc — рабочая частота умножителя (fc=50 Гц).

Сопротивление R2 подбирается экспериментально (в пределах 51…75 кОм), поскольку оно зависит от коэффициента усиления по току транзистора VT1. В фильтре можно использовать отечественные транзисторы КТ838, КТ840,КТ872, КТ834 и аналогичные.

Форум по умножителям

Обсудить статью УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователь постоянного напряжения с 12 В до 24 В

Преобразователь напряжения пригодиться во многих случаях. Во-первых, этот прибор пригодится для получения напряжения 28 В, при питании коммутатора ADC гигабайтного Интернета, а также при подключении блока Macintosh G4s от стандартного блока питания компьютера ATX. Да ещё есть много случаев, когда вам пригодится отличное от стандартного напряжение.

Возможно даже вам потребуется подключить электрооборудование на 12 В к сети туристического прицепа или мотоцикла на 6 В. Также вы можете применить преобразователь для питания компьютерного кулера от 24 В, когда недостаточно обычной скорости вращения вентилятора от 12 В. В каких случаях нужно повысить скорость вращения кулера, вы можете узнать из других статей. Особенно нелишне будет прочесть рассказ о том, как собрать самодельный, мощный обогреватель для автомобиля.

Предложенная схема преобразователя напряжения используется для питания флуоресцентной лампы в планшетном сканнере.

Пояснения к схеме.

Трансформатор необходимо собрать на ферритовом сердечнике. Преобразователь отлично будет работать на тороидальном сердечнике диаметром 30 мм, который похож на миниатюрный пончик. Если использовать броневой ферритовый магнитопровод, то преобразователь будет работать тоже. К тому же, состоящий из двух Ш-образных половинок сердечник легче найти, и наматывать проволоку на него легче. Броневой ферритовый магнитопровод можно найти, например: в поломанном компьютерном блоке питания, в цоколе сгоревшей компактной люминесцентной лампы (КЛЛ или экономлампе).

Обмоточной проволоки на сердечник трансформатора придётся мотать совсем не много, поэтому витки можно намотать даже тонким проводом в поливиниловой изоляции. Первичная обмотка повышающего трансформатора состоит всего лишь из 4 витков, две вторичные обмотки наматываются из 13 витков каждая.

Не ошибитесь, и соберите трансформатор правильно. Первичная обмотка наматывается в противоположном направлении, чем вторичные обмотки, которые намотаны в одном направлении. Начало одной вторичной обмотки соединено с концом другой. На схеме, точками возле «спиралек», обозначены начала обмоток трансформатора.

Транзисторы нужны для ключей преобразователя биполярные. Так как, для выше названных целей применения нашего преобразователя, ток на выходе не может превысить 500 мА, то можно использовать распространённые транзисторы: 2N3904, 2N4401, PN2222, MPS2222, C945, NTE123AP. Если вы собираетесь запустить от преобразователя плазменный монитор, тогда нужно взять два транзистора помощнее, такие как D965, которые устанавливаются в фотовспышку фотоаппарата. Если же вам нужно подключить к преобразователю нагрузку мощностью более 5 А, тогда устанавливайте ключи на составных транзисторах, например TIP120 или TIP3055. Но тогда не забудьте поменять диоды в схеме, на такие которые выдержат токи свыше 10 А, а сами транзисторы уже понадобиться закрепить на радиаторы.

Диоды устанавливайте не любые, которые найдёте, а те которые могут закрываться при обратной полярности тока за время 35 наносекунд, и меньше. Отлично, по этому показателю, для преобразователя подходят диоды 1N914 и 1N4148, но они выдерживают прямой ток не более 4 А. При подключении к преобразователю нагрузки более низкоомной, чем кулер, нужно поставить выпрямители SUF30J, UF510, UF540, которые могут работать при токах 15 – 20 А.

Конденсаторы можно выбрать с изоляционной обкладкой, как из полиэстера, так и из полипропилена. Конденсаторы на 100 пФ и 470 пФ не электролитические, а неполярные, они нужны для фильтрации высоких частот. Конденсатор на выходе, имеющий ёмкость 1,5 мФ, является электролитическим. По напряжению конденсаторы выбирайте в два раза больше, того напряжения, что действует в цепи.

Катушка нужна на величину индуктивности около 1 мГн. Таких катушек полно в радио- и телеаппаратуре, а также в тех же экономлампах.

Резисторы обязательно выбирайте по мощности с запасом. Оптимально для данной схемы подходят резисторы по 0,5 Вт. При увеличении выходного напряжения вдвое, необходимо также и сопротивление резисторов увеличивать вдвое.

Как ранее упоминалось, приведённая схема в первую очередь предназначена для питания компьютерного вентилятора завышенным вдвое входным напряжением. А вы можете, изменив соотношение витков на трансформаторе, изменять входное напряжение и в других пределах. В этом вам поможет умная голова, и умелые руки.

Автор: Виталий Петрович. Украина.

Рекомендуем:

Принцип работы удвоителя

Принцип работы удвоителя построен на преобразовании напряжения. Для этого в устройстве имеется целая цепь конденсаторов. Они отличаются по полюсной проводимости и емкости. Диоды в данном случае крепятся на контакторах. При подаче напряжении на удвоитель включается в работу тиристор. Указанный элемент способен работать при определенных частотах.

В данном случае многое зависит от производителя модификации. У некоторых моделей применяется обкладка, которая выступает изолятором. Постоянный ток у моделей проходит через цепь конденсаторов. Выпрямление происходит на модуле, который является неотъемлемым элементом диода. При высоком выходном напряжении довольно часто возникают импульсные помехи. Также к недостаткам удвоителей можно отнести слабое усиление напряжения. Таких проблем нет у трансформаторов.

Читайте также:  Расчет длительно допустимый ток для кабеля

Основы электротехники

материалы в категории
Выпрямители относятся ко вторичным источникам электропитания, для которых первичным источником являются сети переменного тока.Выпрямитель — это устройство, которое преобразует переменное напряжение питающей сети в однонаправленное пульсирующее. Именно однонаправленное пульсирующее так как назвать его постоянным немного некорректно. Существует и несколько иное определение: выпрямитель предназначен для преобразования переменного напряжения в импульсное напряжение одной полярности.

Выпрямители могут быть однополупериодные и двуполупериодные. К тому же они разделяются на однофазные и многофазные.

Итак, начнем с однофазного однополупериодного выпрямителя на полупроводниковом диоде.

Однополупериодный выпрямитель

Схема однополупериодного выпрямителя до боли проста и объяснять тут нечего. Для наглядности положительные и отрицательные полуволны показаны разными цветами. Поскольку диод обладает свойствами односторонней проводимости, на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности. Для схемы характерны следующие параметры:

Среднее значение выпрямленного напряжения

Действующее значение входного напряжения

Среднее значение выпрямленного тока

Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора Коэффициент пульсаций

К достоинствам схемы можно отнести простоту конструкции. Недостатки — большие пульсации, малые значения выпрямленного тока и напряжения, низкий КПД. Применяется такая схема для питания низкоомных нагрузок, некритичных к высоким пульсациям.

В бытовой технике
однолупериодные выпрямители применяются в основном в импульсных источниках питания: из-за большой рабочей частоты (около 15 кГц а иногда и выше) пульсации не столь чувствительны и их легче сгладить.

Источник

Типы выпрямителей переменного тока

Какие бывают выпрямители?

Ещё в начале ХХ века имел место очень принципиальный спор между корифеями электротехники. Какой ток выгоднее передавать потребителю на большие расстояния: постоянный или переменный? Научный спор выиграли сторонники передачи переменного тока по проводам высоковольтных линий от подстанции к потребителю. Эта система принята во всём мире и успешно эксплуатируется до сих пор.

Но большинство электронной техники и не только бытовой, но и промышленной питается постоянными напряжениями и это привело к созданию целой отрасли электрики – преобразование (выпрямление) переменного тока. После того как электронная лампа была забыта, главным элементом любого выпрямителя стал полупроводниковый диод.

Схемотехника выпрямителей весьма обширна, но самым простым является однополупериодный выпрямитель.

Однополупериодный выпрямитель.

Напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора подаётся на один единственный диод. Вот схема.

Типовая схема однополупериодного выпрямителя

Поэтому выпрямитель и назван однополупериодным. Выпрямляется только один полупериод и на выходе получается импульсное напряжение. Форма его показана на рисунке.

Однополупериодное выпрямление

Схема проста и не требует большого количества элементов. Это и сказывается на качестве выпрямленного напряжения. При низких частотах переменного напряжения (например, как в электросети — 50 Гц) выпрямленное напряжение получается сильно пульсирующим. А это очень плохо.

Для того чтобы снизить величину пульсации выпрямленного напряжения приходится брать величину конденсатора С1 очень большую, порядка 2000 – 5000 микрофарад, что увеличивает размер блока питания, так как электролиты на 2000 — 5000 мкф имеют довольно большие размеры. Поэтому на низких частотах эта схема практически не используется. Зато однополупериодные выпрямители прекрасно зарекомендовали себя в импульсных блоках питания работающих на частотах 10 – 15 кГц (килогерц). На таких частотах величина ёмкости фильтра может быть очень небольшой, а простота схемы уже не столь сильно влияет на качество выпрямленного напряжения.

Примером использования однополупериодного выпрямителя может служить простой зарядник от сотового телефона. Так как зарядник сам по себе маломощный, то в нём применяется однополупериодная схема, причём как во входном сетевом выпрямителе 220V (50Гц), так и в выходном, где требуется выпрямить переменное напряжение высокой частоты со вторичной обмотки импульсного трансформатора.

Печатная плата простейшего зарядника сотового телефона

К несомненным достоинствам такого выпрямителя следует отнести минимум деталей, низкую стоимость и простые схемные решения. В обычных (не импульсных) блоках питания многие десятилетия успешно работают двухполупериодные выпрямители.

Двухполупериодные выпрямители.

Они бывают двух схемных решений: выпрямитель со средней точкой и мостовая схема, известная, как схема Гретца. Выпрямитель со средней точкой требует более сложного в исполнении силового трансформатора, хотя диодов там используется в два раза меньше чем в мостовой схеме. К недостаткам двухполупериодного выпрямителя со средней точкой можно отнести то, что для получения одинакового напряжения, число витков во вторичной обмотке трансформатора должно быть в два раза больше, чем при использовании мостовой схемы. А это уже не совсем экономично с точки зрения расходования медного провода.

Далее на рисунке показана типовая схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой.

Типовая схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой

Величина пульсаций выпрямленного напряжения меньше чем у однополупериодного выпрямителя и величину конденсатора фильтра так же можно использовать гораздо меньшую. Наглядно увидеть, как работает двухполупериодная схема можно по рисунку.

Двуполупериодное выпрямление

Как видим, на выходе выпрямителя уже в два раза меньше «провалов» напряжения — тех самых пульсаций.

Активно применяется схема выпрямителя со средней точкой в выходных выпрямителях импульсных блоков питания для ПК. Так как во вторичной обмотке высокочастотного трансформатора требуется меньшее число витков медного провода, то гораздо эффективнее применять именно эту схему. Диоды же применяются сдвоенные, т.е. такие, у которых общий корпус и три вывода (два диода внутри). Один из выводов — общий (как правило катод). По виду сдвоенный диод очень похож на транзистор.

Внешний вид сдвоенного диода

Наибольшую популярность приобрела в бытовой и промышленной аппаратуре мостовая схема. Взгляните.

Типовая схема мостового выпрямителя (схема Гретца)

Можно без преувеличения сказать, что это самая распространённая схема. На практике вы с ней ещё не раз встретитесь. Она содержит четыре полупроводниковых диода, а на выходе, как правило, ставится RC-фильтр или только электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций напряжения.

Мостовой выпрямитель с фильтром на плате компьютерного блока питания

О данной схеме уже рассказывалось на странице про диодный мост. Стоит отметить, что и у мостовой схемы есть недостатки. Как известно, у любого полупроводникового диода есть так называемое прямое падение напряжения (Forward voltage dropVF). Для обычных выпрямительных диодов оно может быть 1 — 1,2 V (зависит от типа диода). Так вот, при использовании мостовой схемы на диодах теряется напряжение, равное 2 x VF, т.е. около 2 вольт. Это происходит потому, что в выпрямлении одной полуволны переменного тока участвуют 2 диода (затем другие 2). Получается, что на диодном мосте теряется часть напряжения, которое мы снимаем со вторичной обмотки трансформатора, а это явные потери. Поэтому в некоторых случаях в составе диодного моста применяются диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения невелико (около 0,5 вольта). Правда, стоит учесть, что диод Шоттки не рассчитан на большое обратное напряжение и очень чувствителен к его превышению.

Большой интерес вызывает выпрямитель с удвоением напряжения.

Выпрямитель с удвоением напряжения.

Принцип удвоителя напряжения Латура-Делона-Гренашера основан на поочерёдном заряде-разряде конденсаторов С1 и С2 разными по полярности полуволнами входного напряжения. В результате между катодом одного диода и анодом второго диода возникает напряжение в два раза превышающее входное. Схема в студию:)

Типовая схема выпрямителя с удвоением

Стоит отметить, что данная схема применяется в блоках питания нечасто. Но её можно смело использовать, если необходимо вдвое увеличить напряжение, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора. Это будет более логичным и правильным решением, чем перематывать вторичную обмотку трансформатора с целью увеличить выходное напряжение вторичной обмотки в 2 раза (ведь при этом придётся наматывать вторичную обмотку с вдвое большим числом витков). Так что, если не удалось найти подходящий трансформатор — смело применяем данную схему.

Развитием схемы стало создание умножителя на полупроводниковых диодах.

Умножитель напряжения.

Каждый диод и конденсатор образуют «звено» и эти звенья можно соединять последовательно до получения напряжения в несколько десятков киловольт. Конечно, для этого входное напряжение тоже должно быть достаточно большим.

Типовая схема умножителя напряжения

На рисунке изображён четырёхзвенный умножитель и на выходе мы получаем напряжение в четыре раза превышающее входное (U). Эти выпрямители получили большое распространение там, где нужно получить высокое напряжение при достаточно малом токе. Например, по такой схеме были выполнены источники высокого напряжения в старых телевизорах и осциллографах для питания анода электронно-лучевой трубки.

Сейчас такие источники питания используются в научных лабораториях, в детекторах элементарных частиц, в медицинской аппаратуре (люстра Чижевского) и в оружии самообороны (электрошокер). При повторении подобных конструкций и подборе деталей, следует учитывать рабочее напряжение, как диодов, так и конденсаторов исходя из напряжения, которое вы хотите получить. Весь умножитель, как правило, заливается специальным компаундом или эпоксидной смолой во избежание высоковольтных пробоев между элементами схемы.

Читайте также:  Что такое ток нагрузки синхронного генератора

Для нормальной работы некоторых устройств как, например, люстры Чижевского необходимы достаточно высокие напряжения. Как считают специалисты, излучатель отрицательных аэроионов, эффективен только при напряжении не менее 60 киловольт.

Трёхфазные выпрямители.

Устройства, которые используются для получения постоянного тока из переменного трёхфазного тока, называются трёхфазными выпрямителями. Трёхфазные выпрямители в бытовой технике, конечно, не используются. Единственный прибор, который может использоваться в быту это сварочный аппарат. В качестве трёхфазных выпрямителей используются наработки двух известных электротехников Миткевича и Ларионова. Самая простая схема Миткевича называется «три четверти моста параллельно», что означает три силовых диода включенных параллельно через вторичные обмотки трёхфазного трансформатора. Схема.

Типовая схема простейшего трёхфазного выпрямителя

Коэффициент пульсаций на нагрузке очень мал, что позволяет использовать конденсаторы фильтра небольшой ёмкости и малых габаритов.

Более сложной является схема Ларионова, которая называется «три полумоста параллельно», что это такое хорошо видно из рисунка.

Схема трёхфазного выпрямителя

В схеме используется уже шесть диодов и немного другая схема включения. Вообще схем трёхфазных выпрямителей достаточно много и наиболее совершенной, хотя редко употребляемой является схема «шесть мостов параллельно», а это уже 24 диода! Зато эта схема может выдавать высокое напряжение при большой мощности.

Трёхфазные мощные выпрямители используются в электровозах, городском электротранспорте (трамвай, троллейбус, метро), в промышленных установках для электролиза. Так же промышленные системы очистки газовых смесей, буровое и сварочное оборудование используют трёхфазные выпрямители.

Теперь вы знаете, какие бывают выпрямители переменного тока и сможете легко обнаружить их на принципиальной схеме или печатной плате любого прибора. А для тех, кто хочет знать больше, рекомендуем ознакомиться с книгой «Полупроводниковые выпрямители».

Источник



Током при удвоения напряжения

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Звонит телефон. Золотой голос Джельсамино (кто не знает — ua0qqq, Валерий Семенович) захлебываясь кричит в трубку, я с этими дебилами (это он о своих корефанах) чуть не подрался в эфире, доказывая им, что при удвоении напряжения под нагрузкой напряжение не может быть больше 2-х трансформаторных (другими словами 1.41 не применяется). Что скажешь? Кто прав?
Я тоже этим вопросом давно задавался, но тут пришлось взяться за практическую сторону этого вопроса.

И так, исходные данные:
— транс ТАН8 (использую половину обмотки 230 вольт 0.2А
— два диода (у меня кд226 с белой полоской)
— два конденсатора 180 мкф на 450 вольт
— китаец M890G (на измерении напряжения)
— Ц4317М на измерении тока
Собираю параллельную схему удвоения (последовательную не рассматриваю вообще)
В нагрузку последовательно с миллиамперметром (Ц4317М) включаю ПЭВ30 1 кОм
Китаец без нагрузки показывает 670 вольт. Нагружаю, напряжение падает до 426 вольт (меньше трансформаторного х2), ток при этом 0.5А
Понимаю, что 1000 Ом слишком тяжелая нагрузка — собираю из ПЭВ30 гирлянду в 2 кОм (ПЭВ кончились), хотелось бы 3 кОма
Китаец показал 520 вольт при токе 260 мА, уже что то. т.е. даже не 460 (2х230).

Таким образом версия про 1.41 подтверждается.
Очередное испытание — удвою емкости в этой схеме. Потом в плане утроение (что мне не очень нравится, т.к. в этом случае схема последовательная), А вот при умножении на 4 с током должно быть повеселее, т.к. там уже 2 двухполупериодных будут работать.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 101
Регистрация: 16.7.2014
Из: Красноярск
Пользователь №: 4 484

Прикрепленное изображение Прикрепленное изображение

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Я русский в школе учил. Что такое есть термин «двух трансформаторных»? Это у законников такой жаргон? Фазное, линейное, амплитудное, действующее, пиковое, среднее и пр. и под. знаю, а трансформаторное это какое? (IMG:style_emoticons/default/blink.gif)

Дважды честно прочитал все-все буквы, но не смог понять сути темы. Можно подробнее, или наоборот проще, в общем, как-то доступнее?

Как получить киловатт с сорокаваттного транса?

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Про 40 ватт сам придумал?

Ладно, так спрошу, удвоив 1000 вольт (специально для’Кустарник-Братск’ — переменного напряжения) сколько будет постоянного напряжения на номинальной нагрузке? Номинальная нагрузка в моей терминологии — это равенство переменного тока отдаваемого обмоткой трансформатора току, потребляемому нагрузкой.
Дважды честно прочитал все-все буквы в своем посте, но так и не понял, как еще доступнее.

Глеб, не ругайся на флуд пожалуйста. Мы с Дмитрием любим прикалываться друг над другом.
З.Ы. Что то не сработало выделение

Сообщение отредактировал Глеб — 8.2.2015, 16:17

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Вот тут я совсем мало понял. Только какие-то урывки. Постараюсь ответить на то, что извлёк из винегрета.

С чего взял 40 ватт? Дык, сам пишешь, обмотка 230 вольт, 0,2 ампера. 46 ватт, нет?
А ты ей первый раз дал нагрузку 180 ватт.

Владимир, у тебя есть осциллографы, вольтметры и прочая прочая. Повторяю, я не понимаю сути эксперимента.

Нет данных по реальной переменке транса. Ни хх, ни под номинальной нагрузкой. Что это за эксперимент?

О чём можно судить по тому, что ты вот перегрузил в 4 раза транс и получил с удвоителя постоянное сглаженное напряжение меньше даже, чем почему-то ожидаемое удвоенное действующее переменное, которое упорно называешь трансформаторным. Ну И.

ЧТО ТАКОЕ «ТРАНСФОРМАТОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ»?

Это то, что НАПИСАНО на обмотке?
230 умножить на 1,4 и на 2 это 640 вольт, а у тебя 670.
Это напряжение под номинальной нагрузкой? Тоже неизвестно.

Бред то ли кобылы то ли кукушки какой-то.

Короче. Если что, все мы получаем напряжение с трансформаторов, за редким исключением. Якутск не исключение. Дак возьмите переменку с большооого трансформатора. Неподалёку стоит. Втыкайте схему в сеть и смотрите. Если не верите в математику и физику, осциллографы, простую логику и т.д.

1)Ладно, так спрошу, удвоив 1000 вольт переменного напряжения сколько будет постоянного напряжения на номинальной нагрузке?

2)Номинальная нагрузка в моей терминологии — это равенство переменного тока отдаваемого обмоткой трансформатора току, потребляемому нагрузкой.

1) Выпрямив по схеме удвоения и сгладив , из 1000 вольт действующего напряжения СИНУСОИДАЛЬНОЙ формы, получишь чуть больше 2800 вольт. Такая формулировка точнее.

2) Систем еррор. В удвоителе, ток, потребляемый нагрузкой, не равен току, отдаваемому трансформатором.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

1. А ты ей первый раз дал нагрузку 180 ватт.
«И чо?»
2. Повторяю, я не понимаю сути эксперимента.
3. Нет данных по реальной переменке транса. Ни хх, ни под номинальной нагрузкой. Что это за эксперимент?
4. О чём можно судить по тому, что ты вот перегрузил в 4 раза транс и получил с удвоителя постоянное сглаженное напряжение меньше даже, чем почему-то ожидаемое удвоенное действующее переменное, которое упорно называешь трансформаторным. Ну И.

5. ЧТО ТАКОЕ «ТРАНСФОРМАТОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ»?
Это то, что НАПИСАНО на обмотке?
6. 230 умножить на 1,4 и на 2 это 640 вольт, а у тебя 670.
Это напряжение под номинальной нагрузкой? Тоже неизвестно.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

«Чему будет равно напряжение при нагрузке, которая потребляет ток 0.2А? 670 вольт или 460 вольт? Т.е. какая просадка? Об этих двух цифрах и спорили мои коллеги. Забегая вперед скажу, оно будет много больше чем 460 вольт, но меньше чем 670.»

Поздравляю! Я и без экспериментов бы это сказал. Много времени бы сэкономили. Только не поверили бы. И это затеяно с одной целью — разрешить спор вашего приятеля с более грамотными людьми? Ему самому лень подумать, лень пробовать, дак нашёл товарища?

670 вольт / 1000 Ом = 670 мА. С просадкой 426 вольт 500 мА, значит 213 ватт.

А я думал, что 426/1000 будет 0,426А, а оказывается 0,5. Нда. Ну ладно, может, приборы из-за пульсаций не то показывают. Как говорится, порядок чисел сходится.

Читайте также:  Микросхемы стабилизаторы с током 2 а

Значит, 213 ватт? И все они сняты с ОДНОЙ обмотки многообмоточного транса, который «Ватт 100 на глазок.» Не кажется, что результат более чем предсказуем?

По-прежнему не понимаю сути эксперимента.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Речь шла не об этом и вообще без конкретики. Так нечестно. На ходу менять условия.
Не было там про «не дают просадки», такое утверждать нельзя. Любой трансформатор под нагрузкой уменьшает напряжение. В выпрямителе, работающем на кондёры, просадка усугубляется тем, что ток отдаётся только на «вершинах синусоиды». И мощность, которая берётся нагрузкой, транс отдаёт импульсами.
Насколько сядет напряжение, определяют в конкретном случае.
Выводы, которые будут сделаны для этого транса, не могут быть напрямую трансформированы к питалову ГУ-43.

Нагрузите транс по норме, тогда что-то будет понятно. А то, в 4 раза перегрузили обмотку и ну писАть.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 5 301
Регистрация: 5.11.2008
Из: Запорожье
Пользователь №: 1 401

а сколько будет если просто выпрямить?
Всегда получается постоянки больше чем переменки. из-за того, что измеряется действующее напряжение переменного тока. А это понятие условное.

Допустим лампочка горит при токе 1 А и напряжении 50 вольт постоянного тока.
Берем ту же лампочку и зажигаем от переменного тока , сила тока 1 А лампочка горит так же. При этом считается что переменное напряжение (действующее) те же 50 вольт(и все вольтметры показывают именно его) хотя амплитудное значение выше. Если выпрямить и измерить вольтметром постоянного тока — будет больше чем 50 вольт

с удвоением то же самое но удвоено.

Группа: Пользователи
Сообщений: 147
Регистрация: 10.3.2014
Из: кв.11
Пользователь №: 4 367

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 853
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Там. было. Я же не могу 40 минут их спора уместить в десять строчек.
А в 4 раза перегрузил это когда?

Сегодня удовлетворение любопытства было продолжено. Удвоены емкости конденсаторов (360 мкф).
— U сети 235 вольт, напряжение хх на входе умножителя 256 вольт.
— U хх выпрямленное — 692 вольта.
— при токе 0,27А в нагрузке 2000 Ом напряжение «присело» до 557 вольт. тепловые характеристики в норме, кроме гирлянды ПЭВ. Они чуточку нагрелись. Это нормально.
Увеличиваю сопротивление нагрузки до 3300 Ом. Ток упал до 170 мА, напряжение «просело» до 596 вольт. Это чуть больше 100 ватт. Приказал долго жить 2-х ваттный резистор (1,3 ком в цепи нагрузки). Ему досталось ватт 40. Его должно было хватить на время фиксации тока и напряжения.
Просадка 17% от исходного. «Три щуки» не поверит и будет очень сильно расстроен.

Следующий этап — утроение 420 вольт с задачей получить ватт 600-700 в нагрузке. Транс, я уже писал, 1,6 квт
Какая допустимая просадка напряжения при работе? Подскажите плз.

Источник

Умножитель напряжения

После того как на рынке электроники появились миниатюрные конденсаторы, имеющие большую емкость, стало возможным использование в электронных схемах методики, связанной с умножением напряжения. Для этих целей разработан – умножитель напряжения, основой которого являются диоды и конденсаторы, подключенные в определенном порядке.

Общие сведения об умножителях напряжения

Суть работы умножителя заключается в преобразовании переменного напряжения, получаемого из низковольтного источника, в высокое напряжение постоянного тока. Есть разные варианты данных приборов такие как, умножитель напряжения Шенкеля и другие схемы, проектируемые для конкретной аппаратуры.

Умножитель напряжения

В электронике к умножителям напряжения относятся специальные схемы, с помощью которых уровень входящего напряжения преобразуется в сторону увеличения. Одновременно эти устройства выполняют еще и функцию выпрямления. Умножители применяются в тех случаях, когда нежелательно использовать в общей схеме дополнительный повышающий трансформатор из-за сложности его устройства и больших размеров.

В некоторых случаях трансформаторы не могут поднять напряжение до требуемого уровня, поскольку между витками вторичной обмотки может случиться пробой. Данные особенности следует учитывать при решении задачи, как сделать различные варианты удвоителей своими руками.

В схемах умножителей обычно используются свойства и характеристики однофазных однополупериодных выпрямителей, работающих на емкостную нагрузку. В процессе работы этих устройств между определенными точками создается напряжение с величиной, превышающей значение входного напряжения. В качестве таких точек выступают выводы диода, входящего в схему выпрямителя. При подключении к ним еще одного такого же выпрямителя, получится схема несимметричного удвоителя напряжения.

Таким образом, каждый умножитель напряжения как повышающее устройство может быть симметричным и несимметричным. Кроме того, все они разделяются на категории первого и второго рода. Схема симметричного умножителя представляет собой две несимметричные схемы, соединенные между собой. У одной из них происходит изменение полярности конденсаторов и проводимости диодов. Симметричные умножители имеют лучшие электрические характеристики, в частности выпрямляемое напряжение обладает удвоенной частотой пульсаций.

Различные типы таких приборов повсеместно используются в электронной аппаратуре и оборудовании. С помощью этих устройств появилась возможность осуществлять умножение и получать напряжение в десятки и сотни тысяч вольт. Сами умножители напряжения отличаются незначительной массой, малыми габаритами, они просты в изготовлении и дальнейшей эксплуатации.

Принцип работы

Для того чтобы представить себе как работает умножитель напряжения, рассматривается простейшая схема однополупериодного устройства, показанного на рисунке. Когда начинает действовать отрицательный полупериод напряжения, диод Д1 открывается и через него осуществляется зарядка конденсатора С1. Заряд должен сравняться с амплитудным значением подаваемого напряжения.

При наступлении периода с положительной волной происходит зарядка следующего конденсатора С2 через диод Д2. В этом случае заряд приобретает высокие удвоенные значения по сравнению с поданным напряжением. Далее наступает отрицательный полупериод, в течение которого до удвоенного значения заряжается конденсатор С3. Таким же образом, во время дальнейшей смены полупериода, выполняется зарядка конденсатора С4, вновь с удвоенным значением.

Для того чтобы запустить устройство, требуются полные периоды напряжения в количестве нескольких циклов, создающие напряжения на диодах. Величина напряжения, получаемая на выходе, состоит из суммы напряжений конденсаторов С2 и С4, соединенных последовательно и заряжаемых постоянно. В конечном итоге, образуется величина выходного переменного напряжения, которое в 4 раза превышает значение напряжения на входе. В этом и заключается принцип работы умножителя напряжения.

Самый первый конденсатор С1, полностью заряженный, имеет постоянное значение напряжения. То есть, он выполняет функцию постоянной составляющей Ua, применяемой в расчетах. Следовательно, можно и дальше наращивать потенциал умножителя, подключая дополнительные звенья, сделанные по тому же принципу, поскольку напряжение на диодах в каждом из этих звеньев будет равно сумме входного напряжения и постоянной составляющей. За счет этого получается любой коэффициент умножения с требуемым значением. Напряжение на всех конденсаторах, кроме первого будет равным 2х Ua.

Если в умножителе используется нечетный коэффициент, для подключения нагрузки используются конденсаторы, расположенные в верхней части схемы. При четном, наоборот, задействуются нижние конденсаторы.

Примерный расчет схемы умножителя

Перед тем как начинать расчет, задаются основные характеристики устройства. Это особенно важно, когда необходимо изготовить умножитель напряжения своими руками. В первую очередь, это значения входного и выходного напряжения, мощность и габаритные размеры. Следует учитывать и некоторые ограничения, касающиеся параметров напряжения. Его величина на входе должна быть не более 15 кВ, границы диапазона частоты составляют от 5 до 100 кГц.

Рекомендуемое значение выходного высоковольтного напряжения – не выше 150 кВ. Величина выходной мощности умножителя напряжения составляет в пределах 50 Вт, хотя можно создать устройство и с более высокими параметрами, в котором мощность достигает даже 200 Вт.

Выходное напряжение находится в прямой зависимости с токовыми нагрузками и его можно рассчитать с помощью формулы: Uвых = N х Uвх – (I (N3 + +9N2 /4 + N/2)) / 12FC, в которой N соответствует количеству ступеней, I – токовой нагрузке, F – частоте напряжения на входе, С – емкости генератора. Если заранее задать требуемые параметры, данная формула поможет легко рассчитать, какая емкость должна быть у конденсаторов, применяемых в схеме.

Что такое инвертор напряжения

Индикатор напряжения на светодиодах: схема, как сделать своими руками самодельный указатель напряжения в сети

Схема стабилизатора напряжения

Схема однополупериодного выпрямителя

Схема подключения стабилизатора напряжения в частном доме

Как сделать индикатор напряжения на светодиодах

Источник

Током при удвоения напряжения



Удвоитель напряжения: особенности и принцип работы

Удвоитель – это устройство, которое предназначено для преобразования пульсирующего напряжения. Происходит данный процесс на каскадах. Стандартный удвоитель переменного напряжения состоит из набора конденсаторов и диода.

Также стоит отметить, что существуют низкочастотные модификации, которые производятся со стабилизаторами. Наиболее часто они встречаются в экранах. К основным параметрам модификаций стоит отнести полюсную проводимость, пороговое напряжение и перегрузку. Для того чтобы более подробно разобраться в удвоителях, стоит рассмотреть принцип работы модели.

удвоитель напряжения постоянного тока из 12 вольт

Принцип работы удвоителя

Принцип работы удвоителя построен на преобразовании напряжения. Для этого в устройстве имеется целая цепь конденсаторов. Они отличаются по полюсной проводимости и емкости. Диоды в данном случае крепятся на контакторах. При подаче напряжении на удвоитель включается в работу тиристор. Указанный элемент способен работать при определенных частотах.

В данном случае многое зависит от производителя модификации. У некоторых моделей применяется обкладка, которая выступает изолятором. Постоянный ток у моделей проходит через цепь конденсаторов. Выпрямление происходит на модуле, который является неотъемлемым элементом диода. При высоком выходном напряжении довольно часто возникают импульсные помехи. Также к недостаткам удвоителей можно отнести слабое усиление напряжения. Таких проблем нет у трансформаторов.

удвоитель напряжения

Модели низкой пульсации

Удвоитель напряжения низкой пульсации подходит для контроллеров и довольно часто устанавливаются на компараторах. Многие модели работают при низкой проводимости. Стабилизаторы используются с расширителями на диодной основе.

Сделать удвоитель напряжения своими руками можно с двумя конденсаторами. Непосредственно диод фиксируется на трансивере. Если говорить про показатели, то максимальная перегрузка составляет у моделей примерно 15 В. При этом коэффициент отклонения может достигать 10%.

Устройства высокой пульсации

Удвоитель напряжения высокой пульсации применяется в сети переменного тока. Довольно часто устройства можно встретить в бытовой технике. Указанные модификации выделяются хорошей проводимостью, поскольку у них используется несколько пар конденсаторов. Устанавливаются модели через тиристор. Многие модификации производятся с обкладкой и обладают хорошей защищенностью. Основным недостатком является высокая пороговая чувствительность. Дополнительно стоит обращать внимание на диоды. У некоторых моделей они применяются без расширителя. Удвоитель напряжения постоянного тока из 12 вольт работает при частоте 30 Гц.

расчет удвоителя напряжения

Особенности низкочастотных моделей

Низкочастотные удвоители устанавливаются на компараторах небольшой мощности. Если рассматривать простой удвоитель напряжения, то у него применяются три конденсатора. Диод в данном случае устанавливается на линейном резисторе. Проводимость в устройствах может довольно сильно повышаться. При этом частотность сохраняется за счет стабилизатора. У многих моделей имеется несколько изоляторов. При этом подключение удвоителя может происходить через трансивер. Наиболее распространенными принято считать модели на два триода.

Высокочастотные устройства

Высокочастотный удвоитель напряжения собирается на базе регулируемого конденсатора. У моделей применяется два диода. Проводимость у них составляет примерно 55 мк. Также стоит отметить, что в удвоителях данного типа довольно высокая чувствительность. Некоторые модификации собираются с емкостными стабилизаторами. Модели хорошо подходят под компараторы. Однако они не используются в лампах. Проблема в данном случае заключается в перегреве конденсаторов. Также стоит отметить, что модификации не способны работать при импульсных помехах.

удвоитель напряжения своими руками

Устройства для накачки лазера

Удвоитель напряжения для накачки лазера работает при высокой частоте. Модули для устройств используются лишь на конденсаторной основе. Многие модели показывают хорошую проводимость, но при этом номинальное напряжение составляет не более 10 В. В приборах применяются диоды разных типов.

Также стоит отметить, что на рынке представлены модификации с открытыми стабилизаторами. У них нет проблем с пригревом, однако модели не способны обеспечивать высокую частотность. Подключение устройств осуществляется через триоды. Также есть модификации на трансиверах. У них высокий параметр полюсной проводимости. Однако к недостаткам можно отнести быстрый износ конденсаторов, вызванный тепловыми потерями.

Устройства для систем рентгеновского излучения

В системах рентгеновского излучения довольно часто встречаются удвоители с конденсаторами проводного типа. У них неплохая проводимость, но есть проблемы с пониженной частотой. Многие модификации способны работать при высоком напряжении. Также стоит отметить, что устройства данного типа часто применяются в лампах. Многие модели оснащаются несколькими полюсными диодами. У них неплохая чувствительность, перегрузка в данном случае составляет 2 А при отклонении в 10%. Некоторые модификации выделяются емкостными конденсаторами. Подключение таких устройств осуществляется только через трансиверы.

Модели для подсветок

Удвоители для подсветок работают только при малой частоте, а номинальное напряжение, как правило, составляет около 10 В. У моделей могут устанавливаться конденсаторы разных типов. Расчет удвоителя напряжения осуществляется исходя из величины выходной проводимости и сопротивления.

Коэффициент перегрузки в основном равняется 2 А. Фильтры устанавливаются на изоляторах и обладают хорошей защищенностью. У многих моделей применяется несколько обкладок. Стабилизаторы встречаются не сильно часто. Резисторы используются как с переходником, так и без него. Найти модификации для подсветки на рынке довольно просто. Показатель фазового сопротивления у них стартует от 30 Ом.

удвоитель переменного напряжения

Устройства для дисплеев

Удвоители для дисплеев производятся с парными конденсорами. При этом фильтры устанавливаются только открытого типа. Некоторые модификации работают при частоте от 20 Гц. У них низкая проводимость при высокой чувствительности. Также на рынке представлены модификации на 30 Гц. У них используются линейные конденсаторы, а диод устанавливается на обкладках. Стабилизаторы часто применяются с регулируемым расширителем. Многие удвоители не подходят для компараторов. На входе проводимость едва превышает 5 мк.

удвоитель напряжения постоянного тока

Модели для ламп

Удвоители для ламп характеризуются высокой чувствительностью. Минимальная частота у них равняется 20 Гц. Моделям не страшны перегрузки, у них установлен фильтр от помех, который сильно помогает при повышенном напряжении. Многие модификации производятся с несколькими конденсаторами, у которых емкость составляет не более 50 пФ. Также стоит отметить, что производятся модели с несколькими диодами. Если рассматривать обычный удвоитель напряжения постоянного тока, то входная проводимость в среднем составляет 5 мк. Контакты в устройствах используются из меди. Подключение удвоителей стандартно осуществляется через трансивер.

Удвоители в ионных насосах

Для ионных насосов подходят удвоители на линейных конденсаторах. Многие модификации способны выдавать частоту более 3 Гц. Устройства отличаются по защищенности и обладают разной проводимостью. При этом чувствительность у них, как правило, составляет не более 5 мк. Номинальное напряжение у удвоителей стартует от 10 В. Также стоит отметить, что для насосов часто применяются модули на проходных конденсаторах. У них высокая чувствительность. На входе проводимость обеспечивается на уровне 4 мк. Тиристоры подбираются с контактными переходниками. Подключение удвоителей осуществляется через триод. Стабилизаторы в устройствах редко применяются.

удвоитель постоянного напряжения

Модели для ионизаторов воздуха

У моделей очень часто встречаются канальные конденсаторы, у которых высокая емкость. Данные устройства выделяются быстрым процессом преобразования, а рабочая частота у них составляет примерно 33 Гц. Расширители у моделей используются проводникового типа. Они способны работать в экономном режиме и потребляют мало электроэнергии.

Стабилизаторы всегда устанавливаются контактного типа. Некоторые модели работают от импульсного триода. Приводимость составляет не менее 10 мк. Если рассматривать удвоитель постоянного напряжения, то у него имеются переходные конденсаторы, у которых низкая емкость. Показатель чувствительности в данном случае стартует от 6 мВ. Данные устройства замечательно подходят для компараторов.

Источник

Умножитель напряжения

УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

В радиолюбительской практике часто требуется несколько напряжений для питания слаботочных узлов (специализированных микросхем, предварительных усилителей и т.п.), а имеющийся источник питания выдает одно напряжение. Чтобы не искать трансформатор с дополнительными обмотками, можно воспользоваться схемами умножения напряжения. Схема ниже:

Предлагаем еще несколько схем умножения напряжения. Изображена мостовая двухтактная схема удвоения напряжения. В этой схеме частота пульсаций выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сети (fn=2fc), обратное напряжение на диодах в 1,5 раза больше выпрямленного, коэффициент использования трансформатора — 0,64. Ее можно представить в виде двух последовательно включенных однополупериодных схем, работающих от одной обмотки трансформатора и подключенных к общей нагрузке. Если среднюю точку (точку соединения конденсаторов) подключить к общему проводу, получится двухполярный источник с выходным напряжением ±U. Вторая схема удвоения напряжения показана на рисунке 2, который вы видите ниже:

Читайте также:  Зарядка аккумулятора телефона высоким током

В ней вход (вторичная обмотка трансформатора) и выход имеют общую точку, что в ряде случаев может оказаться полезным. Здесь в течение отрицательного полупериода входного напряжения конденсатор С1 заряжается через диод VD2 до напряжения, равного амплитудному значению U-1. Во время положительного полупериода диод VD2 закрыт, а конденсатор С1 оказывается включенным последовательно с вторичной обмоткой Т1, поэтому конденсатор С2 через диод VD1 заряжается до удвоенного значения напряжения. Добавив к данной схеме еще один диод и конденсатор, получим варианты утроителей напряжения, которые представлены на следущих рисунках:

Схему на рис.2 можно каскадировать и получать весьма высокие напряжения. Такой каскадный умножитель представлен на рисунке:

В этой схеме все конденсаторы, за исключением С1, заряжаются до удвоенного напряжения Ui (Uc=2Ui), а С1 заряжается только до Ui. Таким образом, рабочее напряжение конденсаторов и диодов получается достаточно низким. Максимальный ток через диоды определяется выражением:
lmax=2,1IH, где lH—ток, потребляемый нагрузкой.
Необходимая емкость конденсаторов в этой схеме определяется по приближенной формуле:

С=2,85N*Iн/(Кп*Uвых), Мкф

где N—кратность умножения напряжения; IН — ток нагрузки, мА; Кп — допустимый коэффициент пульсаций выходного напряжения, %; Uвыlx—выходное напряжение, В.

Емкость конденсатора С1 необходимо увеличить в 4 раза по сравнению с расчетным значением (хотя в большинстве случаев хватает и двух-трех- кратного увеличения). Конденсаторы должны быть с минимальным током утечки (типа К73 и аналогичные).

Умножать напряжение можно и с помощью мостовых выпрямителей. Схема ниже на рисунке 6:

Здесь удобно взять малогабаритные выпрямительные мосты, например, серий RB156, RB157 и аналогичные. Конденсаторы СЗ…С6 (и далее) — емкостью 0,22…0,56 мкФ. Следует учитывать возрастание напряжения на обкладках конденсаторов и соответствующим образом выбирать их рабочее напряжение. Это же относится и к конденсаторам фильтра С1, С2.

При совсем малых токах нагрузки можно воспользоваться схемой одно- полупериодного умножителя:

В зависимости от необходимого выходного напряжения Uвых=0,83Uo определяется количество каскадов N по приближенной формуле:
N=0.85U0/U1
где U1 — входное напряжение.

Емкость С конденсаторов С1…СЗ рассчитывается: С=34Iн*(Т+2)/U2 где lH —ток нагрузки умножителя; U2 — падение напряжения на R1 (обычно выбирается в пределах 3…5% от U-1).

Снизить коэффициент пульсаций в умножителях напряжения можно с помощью транзисторных фильтров (рис.8),

Которые существенно уменьшают пульсации и шумы выходного напряжения и характеризуются весь малыми массогабаритными показателями. Сейчас выпускаются мощные транзисторы с допустимым напряжением 1,5 кВ и выше при токе нагрузки до 10 А. Диоды выбираются из условия Uобр=1,5U0 и Iмакс=2Iвых — Емкость С конденсаторов С1, С2 рассчитывается по приближенной формуле:

С=125Iн/U0

Сопротивление резистора R1 выбирается в пределах 20… 100 Ом. Емкость конденсатора СЗ определяется из выражения:

С3=0,5*10^6/(m*fc*R1)

где m — число фаз выпрямителя (т=2); fc — рабочая частота умножителя (fc=50 Гц).

Сопротивление R2 подбирается экспериментально (в пределах 51…75 кОм), поскольку оно зависит от коэффициента усиления по току транзистора VT1. В фильтре можно использовать отечественные транзисторы КТ838, КТ840,КТ872, КТ834 и аналогичные.

Форум по умножителям

Умножитель постоянного напряжения Умножитель напряжения Схема удвоителя напряжения Удвоитель напряжения Схема умножителя напряжения Умножитель в устройствах Абрамян Евгений Павлович Васильев Дмитрий Петрович

Умножитель напряжения на диодах и конденсаторах

Определение умножителя напряжения

Разрядники низких и средних классов напряжения: виды и принцип работы

Их применяют в радиоэлектронике: медицинской и телевизионной аппаратуре, измерительной технике, бытовой технике и др. Умножитель напряжения составляют диоды и конденсаторы, которые соединяют специальным образом. Умножители способны сформировать напряжение до вольт, при этом имеют небольшую массу и размер. Умножители просты в изготовлении, их несложно рассчитываются.

Однополупериодный умножитель

На рис.1 приведена схема однополупериодного последовательного умножителя.

В течение отрицательного полупериода напряжения происходит зарядка конденсатора через диод , который открыт. Конденсатор заряжается до амплитудной величины приложенного напряжения . В течение положительного полупериода заряжается конденсатор через диод до разности потенциалов . Далее в отрицательный полупериод конденсатор заряжается через диод до разности потенциалов . В очередной положительный полупериод конденсатор заряжается до напряжения . При этом умножитель запускается за несколько периодов изменения напряжения. Напряжение на выходе постоянное и оно является суммой напряжений на конденсаторах и , которые постоянно заряжаются, то есть составляет величину, равную .

Обратное напряжение на диодах и рабочее напряжение конденсаторов в таком умножителе равно полной амплитуде входного напряжения

При практической реализации умножителя следует обращать внимание на изоляцию элементов, чтобы не допускать коронного разряда, который может вывести прибор из строя. Если необходимо изменить полярность напряжения на выходе, то меняют полярность диодов при соединении

Последовательные умножители применяют особенно часто, так как они универсальны, имеют равномерное распределение напряжения на диодах и конденсаторах. С их помощью можно реализовать большое количество ступеней умножения.

Применяют, также параллельные умножители напряжения. Для них необходима меньшая емкость конденсатора на одну ступень умножения. Но, их недостатком считают увеличение напряжения на конденсаторах с ростом количества ступеней умножения, что создает ограничение в их использовании до напряжения выхода около 20 кВ. На рис. 2 приведена схема однополупериодного параллельного умножителя напряжения.

Для того чтобы рассчитать умножитель следует знать основные параметры: входное переменное напряжение, напряжение и мощность выхода, необходимые размеры (или ограничения в размерах), условия при которых умножитель будет работать. При этом следует учесть, что напряжение входа должно быть менее чем 15 кВ, частота от 5 до 100 кГц, напряжение выхода менее 150 кВ. Температурный интервал обычно составляет -55. Обычно мощность умножителя составляет до 50 Вт, но встречаются и более 200 Вт.

Для последовательного умножителя, если частота на входе в умножитель постоянна, то выходное напряжение вычисляют при помощи формулы:

где — входное напряжение; – частота напряжения на входе; N – число ступеней умножения; C – емкость конденсатора ступени; I – сила тока нагрузки.

Схемы выпрямителей с умножением напряжения

Схемы с умножением напряжения целесообразно применять для получения достаточно высоких выпрямленных напряжений при малых токах нагрузки. Эти схемы применяют для питания электронно-лучевых трубок, фотоумножителей, в установках для испытания электрической прочности.

Схемы выпрямителей, работающих с умножением напряжения, содержат несколько выпрямителей с емкостным фильтром, выходные напряжения которых суммируются.

4.1. Однофазная несимметричная схема удвоения напряжения

Схема на рис.5 представляет собой два однофазных однополупериодных выпрямителя. Первый выпрямитель VD1, C1 является однополупериодным выпрямителем с параллельно включенным диодом. За счет его работы конденсатор C1 заряжается до амплитудного напряжения U2. На нем образуется постоянное напряжение UC1=U2m. На диоде VD1 образуется пульсирующее напряжение. Максимальное значение напряжения на нем

Это пульсирующее напряжение окончательно выпрямляется и сглаживается обычным выпрямителем с емкостной нагрузкой VD2, C2. В итоге получаем выходное напряжение U0 примерно равное удвоенному значению амплитуды напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Рис. 5. Несимметричная схема удвоения напряжения.

Частота пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке равна частоте сети.

Обратное напряжение на диодах равно удвоенной амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Основным недостатком схемы является то, что основная частота пульсации выпрямленного напряжения, равна частоте сети.

Для увеличения кратности выпрямленного напряжения увеличивают число диодов и конденсаторов, включая их аналогично описанной схеме. На рис. 6, а показана схема умножения напряжения, где в целях получения различной кратности умножения напряжения предусмотрены соответствующие варианты подключения нагрузки к схеме (показаны пунктиром), а именно: присоединяя нагрузку к точкам б, в и г схемы, получим умножение напряжения соответственно в 2, 3 и 4 раза. В этой схеме все конденсаторы с нечетными номерами (С1, С3) заряжаются в один полупериод напряжения и2, а с четными номерами (С2, С4) — в другой полупериод.

Читайте также:  Что такое ток нагрузки синхронного генератора

Чем выше кратность умножения напряжения, тем большими будут пульсации выпрямленного напряжения при одинаковой емкости конденсаторов, так как для зарядного и разрядного токов они включены последовательно.

Рис.6. Несимметричная схема умножения напряжения в 4 раза

Недостатки таких выпрямителей аналогичны недостаткам однополупериодного однофазного выпрямителя с емкостной нагрузкой. Кроме того, они обладают увеличенным внутренним сопротивлением из-за последовательного включения диодов.

4.2. Двухфазные симметричные схемы

Двухфазные симметричные схемы умножения можно; получить соединением нескольких несимметричных схем. На рис.7 показана двухфазная схема выпрямления с умножением напряжения в 6 раз.

Рис. 7. Симметричная схема умножения напряжения

Конденсаторы с нечетными номерами (С1, С3, С5, C1’, С3’, С5’) заряжаются токами соответствующих диодов один раз в период напряжения вторичной обмотки, конденсаторы с четными номерами (С2, С4, С6) — дважды, поэтому частота пульсации выпрямленного напряжения в 2 раза больше частоты сети.

Умножитель напряжения ⋆ diodov.net

При изготовлении электронных устройств, в частности блоков питания, в некоторых случаях возникает необходимость иметь выпрямленное напряжение большей величины, чем на клеммах вторичной обмотке трансформатора или в розетке 220 В.

Например, после выпрямления сетевого напряжения 220 В на фильтрующем конденсаторе при очень малой нагрузке можно получить максимум амплитудное значение переменного напряжения 311 В. Следовательно конденсатор зарядится до указанного значения.

Однако применяя умножитель напряжения можно повысить его до 1000 В и более.

Удвоитель напряжения

Схема умножителя напряжения может выполняться в нескольких вариантах, одна принцип действия всех их заключается в следующем.

В разные полупериоды переменного тока происходит поочередно зарядка нескольких конденсаторов, а суммарное напряжение на них превышает амплитудное значение на обмотке.

Таким образом, за счет увеличения числа конденсаторов и, как далее будет видно, количества диодов, получают напряжение в несколько раз превышающее величину подведенного.

Теперь давайте рассмотрим конкретные примеры и схемные решения.

Пусть в начальный момент потенциалы на обмотке имеют такие знаки, что ток протекает от точки 1 к точке 2. Проследим дальнейший путь тока. Он протекает через конденсатор C2, заряжая его, и возвращается к обмотке через диод VD2.

В следующий полупериод ЭДС во вторичной обмотке направлена от точки 2 к 1 и через диод VD1 происходит зарядка конденсатора C1 до того же значения, что и С2.

Таким образом, за счет последовательного соединения двух конденсаторов C1 и C2 на сопротивлении нагрузки получается удвоенное напряжение.

Если измерить значение переменного напряжения на обмотке и постоянное на одном из конденсаторов, то они буде отличаться почти в 1,41 раза. Например при действующем значении на вторичной обмотке, равном 10 В, на конденсаторе будет приблизительно 14 В.

Это поясняется тем, что конденсатор заряжается до амплитудного, а не до действующего значения переменного напряжения. А амплитудное значения, как известно в 1,41 раза выше действующего.

К тому же мультиметром возможно измерить лишь действующие значения переменных величин.

Рассмотрим еще один вариант. Здесь для умножения напряжения используется несколько иной подход. Когда потенциал точки 2 выше потенциал т.1 под действием протекающего тока заряжается конденсатор С1, а цепь замыкается через VD2.

После изменения направления тока, вторичная обмотка W2 и конденсатор С1 можно представить, как два последовательно соединенные источника питания с равными значениями амплитуды, поэтому конденсатор С2 зарядится до их суммарного напряжения, т.е. на его обкладках оно будет в два раза больше, чем на выводах вторичной обмотки. Во время тога, как конденсатор С2 будет заряжаться, С1 наоборот, будет разряжаться. Затем все повторится снова.

Умножитель напряжения многократный

Процессы в схеме утроения напряжения протекают в такой последовательности: сначала заряжаются конденсаторы С1 и С3 через сопротивление R и соответствующие диоды VD1 и VD3. В следующий полупериод С2 через VD2 заряжается до удвоенного напряжения (С1 + обмотка) и на сопротивлении нагрузки получается утроенное значение.

Больший интерес имеет следующий умножитель напряжения. Рассмотрим принцип его работы. Когда потенциал точки 1 положителен относительно точки 2 ток протекает по пути через VD1 и С1 заряжая конденсатор.

В следующий полупериод, когда ток изменил свое направление, заряжается второй конденсатор через второй диод до величины, равного сумме напряжений на С1 и обмотке трансформатора. При этом С1 разрядится. В третий полупериод, когда первый конденсатор снова начнет заряжаться, С2 через третий диод разрядится на С3, зарядив его до двойного значения относительно выводов обмотки.

К концу третьего полупериода на нагрузку будет подано суммарное напряжение заряженных конденсаторов С1 и С3, т. е. примерно утроенное значение.

По аналогии с рассмотренными схемами могут быть построены схемы с большей кратностью умножения. Но следует помнить, что с увеличением числа умножений по причине большего содержание в схеме диодов и конденсаторов возрастает внутренне сопротивление выпрямителя, что приводит к дополнительной просадке напряжения.

Схемы с умножением напряжения применяются для питания малой нагрузки, т.е. сопротивление нагрузки должно быть высоким. В противном случае нужно использовать неполярные конденсаторы большой емкости, рассчитанные на высокое напряжение. Это связано с тем, что при значительном токе нагрузки конденсаторы будут быстро разряжаться, что вызовет недопустимо большие пульсации на нагрузке.

Источник

Током при удвоения напряжения

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Звонит телефон. Золотой голос Джельсамино (кто не знает — ua0qqq, Валерий Семенович) захлебываясь кричит в трубку, я с этими дебилами (это он о своих корефанах) чуть не подрался в эфире, доказывая им, что при удвоении напряжения под нагрузкой напряжение не может быть больше 2-х трансформаторных (другими словами 1.41 не применяется). Что скажешь? Кто прав?
Я тоже этим вопросом давно задавался, но тут пришлось взяться за практическую сторону этого вопроса.

И так, исходные данные:
— транс ТАН8 (использую половину обмотки 230 вольт 0.2А
— два диода (у меня кд226 с белой полоской)
— два конденсатора 180 мкф на 450 вольт
— китаец M890G (на измерении напряжения)
— Ц4317М на измерении тока
Собираю параллельную схему удвоения (последовательную не рассматриваю вообще)
В нагрузку последовательно с миллиамперметром (Ц4317М) включаю ПЭВ30 1 кОм
Китаец без нагрузки показывает 670 вольт. Нагружаю, напряжение падает до 426 вольт (меньше трансформаторного х2), ток при этом 0.5А
Понимаю, что 1000 Ом слишком тяжелая нагрузка — собираю из ПЭВ30 гирлянду в 2 кОм (ПЭВ кончились), хотелось бы 3 кОма
Китаец показал 520 вольт при токе 260 мА, уже что то. т.е. даже не 460 (2х230).

Таким образом версия про 1.41 подтверждается.
Очередное испытание — удвою емкости в этой схеме. Потом в плане утроение (что мне не очень нравится, т.к. в этом случае схема последовательная), А вот при умножении на 4 с током должно быть повеселее, т.к. там уже 2 двухполупериодных будут работать.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 092
Регистрация: 16.7.2014
Из: Красноярск
Пользователь №: 4 484

Прикрепленное изображение Прикрепленное изображение

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Я русский в школе учил. Что такое есть термин «двух трансформаторных»? Это у законников такой жаргон? Фазное, линейное, амплитудное, действующее, пиковое, среднее и пр. и под. знаю, а трансформаторное это какое? (IMG:style_emoticons/default/blink.gif)

Читайте также:  Завод трансформаторов тока селькоровская

Дважды честно прочитал все-все буквы, но не смог понять сути темы. Можно подробнее, или наоборот проще, в общем, как-то доступнее?

Как получить киловатт с сорокаваттного транса?

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Про 40 ватт сам придумал?

Ладно, так спрошу, удвоив 1000 вольт (специально для’Кустарник-Братск’ — переменного напряжения) сколько будет постоянного напряжения на номинальной нагрузке? Номинальная нагрузка в моей терминологии — это равенство переменного тока отдаваемого обмоткой трансформатора току, потребляемому нагрузкой.
Дважды честно прочитал все-все буквы в своем посте, но так и не понял, как еще доступнее.

Глеб, не ругайся на флуд пожалуйста. Мы с Дмитрием любим прикалываться друг над другом.
З.Ы. Что то не сработало выделение

Сообщение отредактировал Глеб — 8.2.2015, 16:17

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Вот тут я совсем мало понял. Только какие-то урывки. Постараюсь ответить на то, что извлёк из винегрета.

С чего взял 40 ватт? Дык, сам пишешь, обмотка 230 вольт, 0,2 ампера. 46 ватт, нет?
А ты ей первый раз дал нагрузку 180 ватт.

Владимир, у тебя есть осциллографы, вольтметры и прочая прочая. Повторяю, я не понимаю сути эксперимента.

Нет данных по реальной переменке транса. Ни хх, ни под номинальной нагрузкой. Что это за эксперимент?

О чём можно судить по тому, что ты вот перегрузил в 4 раза транс и получил с удвоителя постоянное сглаженное напряжение меньше даже, чем почему-то ожидаемое удвоенное действующее переменное, которое упорно называешь трансформаторным. Ну И.

ЧТО ТАКОЕ «ТРАНСФОРМАТОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ»?

Это то, что НАПИСАНО на обмотке?
230 умножить на 1,4 и на 2 это 640 вольт, а у тебя 670.
Это напряжение под номинальной нагрузкой? Тоже неизвестно.

Бред то ли кобылы то ли кукушки какой-то.

Короче. Если что, все мы получаем напряжение с трансформаторов, за редким исключением. Якутск не исключение. Дак возьмите переменку с большооого трансформатора. Неподалёку стоит. Втыкайте схему в сеть и смотрите. Если не верите в математику и физику, осциллографы, простую логику и т.д.

1)Ладно, так спрошу, удвоив 1000 вольт переменного напряжения сколько будет постоянного напряжения на номинальной нагрузке?

2)Номинальная нагрузка в моей терминологии — это равенство переменного тока отдаваемого обмоткой трансформатора току, потребляемому нагрузкой.

1) Выпрямив по схеме удвоения и сгладив , из 1000 вольт действующего напряжения СИНУСОИДАЛЬНОЙ формы, получишь чуть больше 2800 вольт. Такая формулировка точнее.

2) Систем еррор. В удвоителе, ток, потребляемый нагрузкой, не равен току, отдаваемому трансформатором.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

1. А ты ей первый раз дал нагрузку 180 ватт.
«И чо?»
2. Повторяю, я не понимаю сути эксперимента.
3. Нет данных по реальной переменке транса. Ни хх, ни под номинальной нагрузкой. Что это за эксперимент?
4. О чём можно судить по тому, что ты вот перегрузил в 4 раза транс и получил с удвоителя постоянное сглаженное напряжение меньше даже, чем почему-то ожидаемое удвоенное действующее переменное, которое упорно называешь трансформаторным. Ну И.

5. ЧТО ТАКОЕ «ТРАНСФОРМАТОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ»?
Это то, что НАПИСАНО на обмотке?
6. 230 умножить на 1,4 и на 2 это 640 вольт, а у тебя 670.
Это напряжение под номинальной нагрузкой? Тоже неизвестно.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

«Чему будет равно напряжение при нагрузке, которая потребляет ток 0.2А? 670 вольт или 460 вольт? Т.е. какая просадка? Об этих двух цифрах и спорили мои коллеги. Забегая вперед скажу, оно будет много больше чем 460 вольт, но меньше чем 670.»

Поздравляю! Я и без экспериментов бы это сказал. Много времени бы сэкономили. Только не поверили бы. И это затеяно с одной целью — разрешить спор вашего приятеля с более грамотными людьми? Ему самому лень подумать, лень пробовать, дак нашёл товарища?

670 вольт / 1000 Ом = 670 мА. С просадкой 426 вольт 500 мА, значит 213 ватт.

А я думал, что 426/1000 будет 0,426А, а оказывается 0,5. Нда. Ну ладно, может, приборы из-за пульсаций не то показывают. Как говорится, порядок чисел сходится.

Значит, 213 ватт? И все они сняты с ОДНОЙ обмотки многообмоточного транса, который «Ватт 100 на глазок.» Не кажется, что результат более чем предсказуем?

По-прежнему не понимаю сути эксперимента.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 073
Регистрация: 8.10.2007
Из: Братск
Пользователь №: 180

Речь шла не об этом и вообще без конкретики. Так нечестно. На ходу менять условия.
Не было там про «не дают просадки», такое утверждать нельзя. Любой трансформатор под нагрузкой уменьшает напряжение. В выпрямителе, работающем на кондёры, просадка усугубляется тем, что ток отдаётся только на «вершинах синусоиды». И мощность, которая берётся нагрузкой, транс отдаёт импульсами.
Насколько сядет напряжение, определяют в конкретном случае.
Выводы, которые будут сделаны для этого транса, не могут быть напрямую трансформированы к питалову ГУ-43.

Нагрузите транс по норме, тогда что-то будет понятно. А то, в 4 раза перегрузили обмотку и ну писАть.

Группа: Продвинутый
Сообщений: 5 264
Регистрация: 5.11.2008
Из: Запорожье
Пользователь №: 1 401

а сколько будет если просто выпрямить?
Всегда получается постоянки больше чем переменки. из-за того, что измеряется действующее напряжение переменного тока. А это понятие условное.

Допустим лампочка горит при токе 1 А и напряжении 50 вольт постоянного тока.
Берем ту же лампочку и зажигаем от переменного тока , сила тока 1 А лампочка горит так же. При этом считается что переменное напряжение (действующее) те же 50 вольт(и все вольтметры показывают именно его) хотя амплитудное значение выше. Если выпрямить и измерить вольтметром постоянного тока — будет больше чем 50 вольт

с удвоением то же самое но удвоено.

Группа: Пользователи
Сообщений: 136
Регистрация: 10.3.2014
Из: кв.11
Пользователь №: 4 367

Группа: Продвинутый
Сообщений: 1 833
Регистрация: 30.12.2007
Из: Уже Лабинск. с 21.01.2018
Пользователь №: 637

Там. было. Я же не могу 40 минут их спора уместить в десять строчек.
А в 4 раза перегрузил это когда?

Сегодня удовлетворение любопытства было продолжено. Удвоены емкости конденсаторов (360 мкф).
— U сети 235 вольт, напряжение хх на входе умножителя 256 вольт.
— U хх выпрямленное — 692 вольта.
— при токе 0,27А в нагрузке 2000 Ом напряжение «присело» до 557 вольт. тепловые характеристики в норме, кроме гирлянды ПЭВ. Они чуточку нагрелись. Это нормально.
Увеличиваю сопротивление нагрузки до 3300 Ом. Ток упал до 170 мА, напряжение «просело» до 596 вольт. Это чуть больше 100 ватт. Приказал долго жить 2-х ваттный резистор (1,3 ком в цепи нагрузки). Ему досталось ватт 40. Его должно было хватить на время фиксации тока и напряжения.
Просадка 17% от исходного. «Три щуки» не поверит и будет очень сильно расстроен.

Следующий этап — утроение 420 вольт с задачей получить ватт 600-700 в нагрузке. Транс, я уже писал, 1,6 квт
Какая допустимая просадка напряжения при работе? Подскажите плз.

Источник