jännitekerroin on erikoistunut tasasuuntaajapiiri, joka tuottaa ulostulon, joka on teoreettisesti kokonaisluku kertaa VAIHTOSUUNTAHUIPUN tulo, esimerkiksi 2, 3 tai 4 kertaa VAIHTOSUUNTAHUIPUN tulo. Näin ollen on mahdollista saada 200 VDC 100 Vpeak AC-lähteestä käyttämällä tuplaajaa, 400 VDC nelinkertaista. Mikä tahansa kuorma käytännön piiri alentaa näitä jännitteitä.
käymme ensin läpi useita erilaisia jännitekertoimia—jännitteen tuplaaja (puoli – ja täysaalto), jännitetrpleri ja jännitekerroin-sitten teemme joitakin yleisiä huomioita jännitekertoimen turvallisuudesta ja viimeistelemme Cockcroft—Walton-kertoimella.
jännitteen tuplaaja
jännitteen tuplaaja on tasavirtalähde, joka pystyy käyttämään joko 240 VAC: n tai 120 VAC: n lähdettä. Toimitus käyttää valitsinta kokoaaltosilta tuottaa noin 300 VDC 240 VAC lähde. Kytkimen 120 V: n asento kierrättää sillan tuplaajana, joka tuottaa noin 300 VDC 120 VAC: sta. Molemmissa tapauksissa tuotetaan 300 VDC: tä. Tämä on syöttö kytkentäsäätimeen, joka tuottaa alhaisempia jännitteitä vaikkapa henkilökohtaisen tietokoneen virtaa varten.
Puoliaaltojännitteen tuplaaja
alla olevassa kuvassa (a) oleva puoliaaltojännitteen tuplaaja koostuu kahdesta piiristä: puristimesta (B) ja huippuilmaisimesta (puoliaaltojännitteen tasasuuntaaja) Kuvassa ennen, joka on esitetty muunnetussa muodossa alla olevassa kuvassa (c). C2 on lisätty huippuilmaisimeen (puoliaaltosuuntaaja).
Puoliaaltojännitteen tuplaaja (a) koostuu (B) klamperista ja (c) puoliaaltojännitteestä.
Puoliaaltojännitteen Tuplausoperaatiopiirianalyysi
viitaten yllä olevaan kuvaan(B), C2 varautuu 5 V: hen (4,3 V diodipisara huomioon ottaen) AC-tulon negatiivisella puolisyklillä. Oikea pää on maadoitettu johtavalla D2: lla. Vasen pää Ladataan AC-tulon negatiivisella piikillä. Tämä on ahtimen toimintaa.
positiivisen puolisyklin aikana puoliaaltosuuntaaja tulee kuvaan(C) edellä . Diodi D2 on pois piiri, koska se on käänteinen puolueellinen. C2 on nyt sarjassa jännitelähteen kanssa. Huomaa generaattorin ja C2-sarjan polariteetit. Tasasuuntaaja D1 näkee siis yhteensä 10 V jänteen huipussa, 5 V generaattorista ja 5 V C2: sta. D1 johtaa aaltomuotoa v (1) (kuva alla) ja lataa C1 siniaallon huippuun, joka kulkee 5 V DC: llä(kuva v: n alapuolella (2)). Aaltomuoto v (2) on tuplaajan ulostulo, joka stabiloituu 10 V (8.6 V diodipisaroilla) muutaman siniaaltotulosyklin jälkeen.
|
|
jännitteen tuplaaja: V(4) tulo. v (1) clamper vaiheessa. v (2) puoli-aalto tasasuuntaaja vaiheessa, joka on doubler tuotos.
Kokoaaltojännitteen tuplaaja
kokoaaltojännitteen tuplaaja koostuu parista sarjapakatusta puoliaaltosuuntaajasta. (Kuva alla) vastaava netlist on alla olevassa kuvassa.
Kokoaaltojännitteen Tuplaajan toiminta-analyysi
pohjasuuntaaja lataa C1: tä tulon negatiivisessa puolisyklissä. Yläsuuntaaja lataa C2: n positiivisesta puolipyörästä. Jokainen kondensaattori ottaa varauksen 5 V (4.3 V harkitsee diodi pudota). Lähtö solmussa 5 on sarjan yhteissumma C1 + C2 tai 10 V (8,6 V diodipisaroilla).
|
|
täysiaaltojännitteen tuplaaja koostuu kahdesta puoliaaltosuuntaajasta, jotka toimivat vaihtelevilla polariteeteilla.
huomaa, että alla oleva lähtö v(5) – luku saavuttaa täyden arvon yhden syöte V(2) – poikkeaman syklin aikana.
Täysiaaltojännitteen tuplaaja: v (2)tulo, v(3) jännite keskivaiheilla, v(5) jännite ulostulossa
, jotka johtuvat Kokoaaltojen Tuplaajista Puoliaaltosuuntaajilla
alla oleva kuva havainnollistaa täyden aallon tuplaajan johtamista vastakkaisen napaisuuden puoliaaltosuuntaajaparista (a). Parin negatiivinen tasasuuntaaja piirretään uudelleen selkeyden vuoksi (b). Molemmat yhdistetään kohdassa (c) jakaen saman maa-alueen. At (d) negatiivinen tasasuuntaaja on uudelleen kytketty jakamaan yksi jännitelähde positiivisen tasasuuntaajan kanssa. Tämä tuottaa ±5 V (4.3 V diodi pudota) virtalähde; vaikka, 10 V on mitattavissa välillä kaksi lähtöä. Maan vertailupistettä siirretään siten, että +10 V on käytettävissä suhteessa maahan.
Täysiaaltoinen tuplaaja: a) kaksinpari, b) uudelleen piirretty, C) jakaa maanpinnan, d) jakaa saman jännitelähteen. (e) siirrä maanpinnan piste.
jännitteen Tripleri
jännitteen tripleri (kuva alla) on rakennettu kaksin-ja puoliaaltotasasuuntaajan (C3, D3) yhdistelmästä. Puoliaaltosuuntaaja tuottaa 5 V (4,3 V) solmussa 3. Tuplaaja tarjoaa toisen 10 V (8,4 V) solmujen 2 ja 3 välillä. yhteensä 15 V (12.9 V) lähtösolmussa 2 suhteessa maahan. Netlist on alla olevassa kuvassa.
Jännitekolmio, joka koostuu kaksoistupista, jotka on pinottu yksivaiheisen tasasuuntaajan päälle.
huomaa, että alla olevassa kuvassa V(3) nousee 5 V: hen (4, 3 V) ensimmäisellä negatiivisella puolisyklillä. Tulo v (4) siirretään ylöspäin 5 V (4,3 V) johtuen 5 V puoliaaltosuuntaajasta. Ja 5 V enemmän v(1), koska puristin (C2, D2). D1 lataa C1: n(aaltomuoto v(2)) huippuarvoon v (1).
 |
jännitekolmio: v(3) puoliaaltotasasuuntaaja, V(4) tulo+ 5 v, v(1) puristin, V(2) Lopputulos.
jännitteen Nelinpeli
jännitteen Nelinpeli on kahden tuplaajan pinottu yhdistelmä, joka on esitetty alla olevassa kuvassa. Jokainen tuplaaja antaa 10 V (8,6 V) sarjan loppusummalle solmussa 2 suhteessa maahan 20 V (17,2 V)
netlist on alla olevassa kuvassa.
Jännitekvadrupler, joka koostuu kahdesta sarjaan pinotusta tuplaajasta ja jonka lähtö on solmussa 2.
nelikon aaltomuodot on esitetty alla olevassa kuvassa. Saatavilla on kaksi TASAVIRTALÄHTÖÄ: V(3), tuplauslähtö ja V (2) nelinkertaistulos. Jotkut puristimien välijännitteistä osoittavat, että 5 V: n verran heilahtava tulojännite (ei näytetä) kiinnittyy peräkkäin korkeammille tasoille: V(5), v(4) ja v(1). Strictly v (4) ei ole kirikamppailulähtö. Se on yksinkertaisesti AC-jännitelähde sarjassa V (3) doubler-ulostulo. None the less, v(1) is a clamped version of v(4)
|
|
*SPICE 03441.eps *SPICE 03286.eps C22 4 5 1000p C11 3 0 1000p D11 0 5 diode D22 5 3 diode C1 2 3 1000p D1 1 2 diode C2 4 1 1000p D2 3 1 diode V1 4 3 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.01m 5m .end |
Voltage quadrupler: DC voltage available at v(3) and v(2). Intermediate waveforms: Clampers: v(5), v(4), v(1).
Notes on Voltage Multipliers and Line Driven Power Supplies
Some notes on voltage multipliers are in order at this point. Esimerkeissä käytetyt piiriparametrit (V= 5 V 1 kHz, C=1000 pf) eivät anna paljon virtaa, mikroampeereja. Lisäksi kuormavastukset on jätetty pois. Lataus vähentää jännitteitä esitetyistä. Jos piirejä ajetaan kHz-lähteellä alhaisella jännitteellä, kuten esimerkeissä, kondensaattorit ovat yleensä 0,1-1,0 µF niin, että milliampeereja virtaa on saatavilla ulostulossa. Jos kertoimia ajetaan 50/60 Hz: n taajuudelta, kondensaattori on muutamasta sadasta muutamaan tuhanteen mikrofaradiin, jolloin saadaan satoja milliampeereja lähtövirtaa. Jos ajetaan linja jännite, kiinnittää huomiota napaisuus ja jännite luokitukset kondensaattorit.
lopuksi mikä tahansa suoraan johdettava virtalähde (ei muuntajaa) on vaarallinen kokeilijalle ja johdoilla toimivalle testilaitteelle. Kaupalliset suoravetoiset tarvikkeet ovat turvallisia, koska vaaralliset piirit ovat kotelossa käyttäjän suojelemiseksi. Kun breadboarding nämä piirit elektrolyyttiset kondensaattorit tahansa jännite, kondensaattorit räjähtää, jos napaisuus on päinvastainen. Tällaisten piirien pitäisi olla kytkettyinä turvasuojan taakse.
Cockcroft-Waltonin kerroin
mielivaltaisen pituisten kaskadoitujen puoliaaltojen tuplaajien jännitekerroin tunnetaan Cockcroft-Waltonin kertojana, kuten alla olevasta kuvasta näkyy. Tätä kerrointa käytetään, kun tarvitaan korkeajännitettä pienellä virralla. Etuna tavanomaiseen tarjontaan nähden on se, että kallista suurjännitemuuntajaa ei tarvita– ei ainakaan yhtä suurta kuin tehoa.
Cockcroft-Walton x8-jännitekerroin; lähtö v(8).
edellä olevan kuvan solmujen 1 ja 2 vasemmalla puolella oleva diodipari ja kondensaattoripari muodostavat puoliaallon tuplaajan. Pyörittämällä diodeja 45o vastapäivään, ja pohja kondensaattori 90o tekee siitä näyttää luku ennen (a). Nelinpeliosuuksista neljä on cascaded oikealle teoreettisen x8-kertolaskun saamiseksi. Solmu 1 on clamper aaltomuoto (ei näy), sinewave siirtynyt ylöspäin 1x (5 V). Muut parittomat numeroidut solmut ovat jänteitä, jotka on kiinnitetty peräkkäin korkeampiin jännitteisiin. Solmu 2, ensimmäisen tuplaajan lähtö, on 2x tasajännite v(2) Alla olevassa kuvassa. Peräkkäiset parilliset solmut varautuvat peräkkäin suurempiin jännitteisiin: v(4), v(6), v(8)
|
|
 |
D1 7 8 diode C1 8 6 1000p D2 6 7 diode C2 5 7 1000p D3 5 6 diode C3 4 6 1000p D4 4 5 diode C4 3 5 1000p D5 3 4 diode C5 2 4 1000p D6 2 3 diode D7 1 2 diode C6 1 3 1000p C7 2 0 1000p C8 99 1 1000p D8 0 1 diode V1 99 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.01m 50m .end |
Cockcroft-Walton (x8) – aaltomuodot. Lähtö on v (8).
ilman diodipisaroita jokainen tuplaaja tuottaa 2v tai 10 V, Kun otetaan huomioon kaksi diodipisaraa (10-1, 4)=8,6 V on realistinen. Yhteensä 4 tuplaajaa odottaa 4 * 8,6=34,4 V / 40 V.
Konsultointi luku edellä, v (2) on suunnilleen oikea; v (8) on kuitenkin <30 V odotetun 34,4 V: n sijaan.Cockcroft-Walton-kertoimen kirous on se, että jokainen lisävaihe lisää vähemmän kuin edellinen vaihe. Näin ollen käytännön raja vaiheiden lukumäärälle on olemassa. Tämä rajoitus on mahdollista ylittää peruspiirin muutoksella. Huomaa myös aikaskaala 40 ms verrattuna 5 ms aikaisempien piirien. Se vaati 40 msek Jännitteet nousta päätearvo tämän piirin. Yllä olevassa kuvassa olevalla netlistillä on ”.Tran 0.010 m 50m” – komento simulaatioajan pidentämiseksi 50 ms: iin; tosin vain 40 millisekuntia on piirretty.
Cockcroft-Walton-kerroin toimii tehokkaampana suurjännitelähteenä jopa 2000 V: n valomonistinputkille.lisäksi putkessa on lukuisia dynodeja, liittimiä, jotka vaativat yhteyden pienempijännitteisiin ”parillisiin” solmuihin. Kertojahanojen sarjajono korvaa aiempien mallien lämpöä tuottavan resistiivisen jännitteenjakajan.
VAIHTOVIRTALINJALLA toimiva Cockcroft-Walton-kerroin tarjoaa korkean jännitteen ”ionigeneraattoreille” sähköstaattisen varauksen neutralointiin ja ilmanpuhdistimiin.
jännitteen Kertojakatsaus:
- jännitekerroin tuottaa VAIHTOVIRTAHUIPUN tulojännitteen TASAVIRTAKERTOIMEN (2,3,4 jne.).
- peruskerroin on puoliaallon tuplaaja.
- täyslaidallinen on tuplaajana ylivoimainen piiri.
- tripleri on puoliaallon tuplaaja ja tavanomainen tasasuuntaajavaihe (huippuilmaisin).
- nelinpelaaja on puoliaaltojen tuplaajapari
- pitkä jono puoliaaltojen tuplaajia tunnetaan Cockcroft-Waltonin kertojana.
asiaan liittyvät työarkit:
- kesä – ja Vähennysopastinpiirien työarkit