Spänningsmultiplikator
Vad händer om du laddar kondensatorerna parallellt eller en i taget, sedan ansluter dem i serie och använder det resulterande batteriet som en källa till högre spänning? Men detta är ett välkänt sätt att öka spänningen, som kallas multiplikation.
Med hjälp av en spänningsmultiplikator kan en högre spänning erhållas från en lågspänningskälla utan behov av en step-up transformator för detta ändamål. I vissa applikationer kommer transformatorn inte att fungera alls, och ibland är det mycket bekvämare att använda en multiplikator för att öka spänningen.
Till exempel, i TV-apparater tillverkade i Sovjetunionen, kan en spänning på 9 kV erhållas från en linjär transformator och sedan redan ökas till 27 kV med hjälp av en multiplikator UN9 / 27-1.3 (märkningen betyder att 9 kV tillförs ingången, 27 kV vid en ström på 1,3 mA erhålls vid utgången).
Tänk om du var tvungen att få en sådan spänning för en CRT-TV med bara en transformator? Hur många varv måste lindas i dess sekundärlindning och hur tjock blir tråden? Detta skulle resultera i ett slöseri med material.Som ett resultat visar det sig att för att erhålla höga spänningar, om den erforderliga effekten inte är hög, är en multiplikator ganska lämplig.
En spänningsmultiplikatorkrets, oavsett om det är lågspänning eller högspänning, innehåller endast två typer av komponenter: dioder och kondensatorer.
Diodernas funktion är att rikta laddningsströmmen in i respektive kondensatorer, och sedan rikta urladdningsströmmen från respektive kondensatorer i rätt riktning så att målet (att få en ökad spänning) uppnås.
Naturligtvis läggs en växelspänning eller vågspänning på multiplikatorn, och ofta tas denna källspänning från transformatorn. Och vid utgången av multiplikatorn, tack vare dioderna, kommer spänningen nu att vara konstant.
Låt oss titta på hur multiplikatorn fungerar, med en dubblare som exempel. När strömmen i början rör sig ner från källan laddas den närliggande övre kondensatorn Cl först och mest intensivt genom den närliggande nedre dioden D1, medan den andra kondensatorn enligt schemat inte får någon laddning, eftersom den är blockerad av dioden.
Dessutom, eftersom vi har en växelströmskälla här, går strömmen upp från källan, men här längs vägen finns det laddad kondensator C1, som nu visar sig vara ansluten i serie med källan och genom dioden D2, får kondensatorn C2 en laddning med en högre spänning, alltså är spänningen på den högre än källans amplitud (minus förlusterna i diod, i ledningarna, i dielektrikumet och andra.).).
Dessutom rör sig strömmen igen nedåt från källan - kondensatorn C1 laddas om.Och om det inte finns någon belastning, efter några perioder kommer spänningen över kondensatorn C2 att bibehållas vid ca 2 amplitudspänningen från källan. Likaså kan du lägga till fler sektioner för att få högre spänningar.
Men när antalet steg i multiplikatorn ökar, blir utspänningen först högre och högre, men minskar sedan snabbt. I praktiken används mer än 3 steg sällan i multiplikatorer. När allt kommer omkring, om du sätter för många steg, kommer förlusterna att öka, och spänningen i avlägsna sektioner kommer att vara mindre än önskat, för att inte tala om vikten och dimensionerna för en sådan produkt.
Förresten, spänningsfördubbling används traditionellt i mikrovågsugnar. MOT (frekvens 50 Hz), men tredubbling, i multipler som UN, appliceras på en högfrekvent spänning mätt i tiotals kilohertz.
Idag, inom många tekniska områden där högspänning med låg ström krävs: i laser- och röntgenteknik, i displaybakgrundsbelysningssystem, i magnetronströmkretsar, i luftjonisatorer, partikelacceleratorer, i kopieringsteknik, har multiplikatorer rotat sig väl.