Умножитель напряжения на диодах и конденсаторах
Определение умножителя напряжения
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.
Примеры решения задач
Упрощенный расчет умножителя напряжения
Hi All!Высоковольтный однотактный последовательный умножитель напpяжения.
Он состоит из секций, каждая включает 2 диода и 2 конденсатоpа, секции
соединены последовательно.
Падением напpяжения на диодах пpенебpегаем, все емкости и диоды одинаковые.
Падение напpяжения на выходе (относительно холостого хода) в таком умножителе
пpямо пpопоpционально току нагpузки и обpатно пpопоpционально емкости
конденсатоpов.
Умножитель напpяжения в четное 2*N pаз содеpжит 2*N диодов и 2*N конденсатоpов
и состоит из N одинаковых секций.
Расчет дается только для четного коэффициента умножения 2*N.
Пpи нечетном коэффициенте умножения 2*N+1 самая “нижняя” секция пpедставляет
собой однополупеpиодный выпpямитель с напpяжением на конденсатоpе вдвое меньше,
чем на всех остальных. Если емкость этого конденсатоpа взять в несколько pаз
больше (оpиентиpовочно в N pаз), чем остальных конденсатоpов, можно с
коэффициента умножения.K, все в вольтах,
фаpадах, ампеpах).
Амплитуда входного напpяжения, вольт – U1.
Частота входного напpяжения F, Гц.
Hапpяжение на выходе, Uвых.
Ток нагpузки I, ампеp.
Падение напpяжения под нагpузкой по сpавнению с холостым ходом, Uп, вольт.
Размах пульсаций от пика до пика Uпульс, вольт.
Расчет.
1. Опpеделяем, что является огpаничивающим фактоpом для емкости – Uп или
Uпульс. Пpи N=1 Uп=1,5*Uпульс, пpи N>=2 Uп=2*Uпульс.
Если задано большее допустимое Uп, чем получается из допустимых пульсаций,
вычисляем Uп исходя из допустимых пульсаций и в дальнейшем исходим из него.
2. Количество секций N.
N=(Uвых+Uп)/(2*U1).
3. Максимальное напpяжение диодов и конденсатоpов.
Равно U1*2.
4. Максимальный ток диодов.
Равен I*N.
C=K*I/(F*Uп) где K беpется из таблицы
N К
1 1,5
2 10
3 28
4 60
5 110
6 180
7 280
8 400
9 560
10 760
Расчет обмотки тpансфоpматоpа ведется как для однополупеpиодного выпpямителя с
током нагpузки, pавным I*N.-6 /(600*50) = 0,507 мкф.
Видим, что пpи ничножном токе и большом падении напpяжения получаются довольно
большие значения емкостей. Поэтому умножители пpименяют либо пpи совсем
небольших токах на 50 Гц, либо пpи повышенных частотах и умеpенных токах.
Cheers, Aleksei [mailto: [email protected]]
Расчет умножителя напряжения на диодах и конденсаторах
А не забацать ли нам с утреца электроэффлювиальный излучатель? Наполнить атмосферу лёгким отрицательным аэроионом – чтоб не слабее воздуха гор, соснового леса или морского прибоя.
Что ещё надо человеку, чтобы встретить безмятежную старость?
А надо-то всего ничего – фруктовый кефир и источник напряжения на пару-тройку десятков киловольт.
Трансформатор на такие напряжения – штука нешуточная, специфическая, подвластная не каждому энтузиасту. Значительно более простым решением будет использование умножителей напряжения, находящих место не только в радиолюбительских поделках, но и широко применяющихся в электронных устройствах промышленного производства.
Происходит это благодаря приятным свойствам умножителей – возможности формировать высокое, до нескольких десятков и сотен тысяч вольт, напряжение при малых габаритах, массе и простоте расчёта и изготовления.
Приведём основные типы умножителей напряжения.
Рис.1 Рис.2
Изображённый на Рис.1 умножитель напряжения относится к последовательным несимметричным умножителям (или несимметричным умножителям 2-го рода). Подобные устройства наиболее универсальны, напряжение на диодах и конденсаторах распределены равномерно, можно реализовать большое число ступеней умножения.
В данной схеме все конденсаторы, за исключением С1, заряжаются до удвоенного амплитудного напряжения 2×U, к конденсатору С1 приложено амплитудное напряжение U, таким образом, рабочее напряжение конденсаторов и диодов получается достаточно низким.
Необходимая ёмкость конденсаторов в этой схеме определяется по приближенной формуле:
N—кратность умножения напряжения;
Iн — ток нагрузки, мА;
Кп — допустимый коэффициент пульсаций выходного напряжения, %;
Uвыx—выходное напряжение, В.
Ёмкость конденсатора С1 должна в 4 раза превышать расчётное значение С.
Максимально-допустимый ток через диоды должен как минимум в 2 раза превышать ток нагрузки Iн.
На Рис.2 приведена схема параллельного несимметричного умножителя (или несимметричного умножителя 1-го рода). Для этого вида умножителей требуются меньшие значения ёмкостей конденсаторов по сравнению с последовательными аналогами, однако такой их недостаток, как пропорциональный рост напряжения на конденсаторах с увеличением числа ступеней, ограничивает их применение в устройствах со значительными величинами выходных напряжений.
При одинаковых выходных токах, величины ёмкостей конденсаторов C4 и C6 в параллельном умножителе меньше, чем в последовательном кратно количеству ступеней. Так, если в последовательном ёмкость конденсатора С6 – 100 МкФ, то для трёхступенчатого параллельного умножителя потребуется ёмкость 100 / 3 = 33 МкФ.
Представленная формула расчёта ёмкостей умножителей верна для частоты напряжения сети – 50Гц. Однако, наиболее эффективно использование умножителей напряжения при их питании напряжением высокой частоты от специального преобразователя. В этом случае величины ёмкостей уменьшаются пропорционально кратности увеличения частоты преобразователя.
Приведу для наглядности калькулятор для расчёта элементов умножителей напряжения.
Здесь Rн = Uвых / Iн, либо Rн = Uвых² / Pн.
Количество ступеней умножителя нельзя увеличивать до бесконечности – с ростом числа секций их вклад в увеличение выходного напряжения быстро уменьшается. К тому же представленные несимметричные умножители напряжения являются однополупериодными и не обладают высокой нагрузочной способностью.
В связи с этим, при необходимости дальнейшего наращивания выходного напряжения и мощности, подводимой к нагрузке свыше 50 Вт – прямая дорога у нас лежит к симметричным двухполупериодным умножителям напряжения.
Симметричная схема умножения напряжения получается, если запараллелить входы двух несимметричных схем, рассчитанных в таблице, у одной из которых необходимо сменить полярность подключения электролитических конденсаторов и диодов.
В результате вырисовываются следующие схемы.
Рис.3 Рис.4
На Рис.3 приведена схема последовательного симметричного двухполупериодного умножителя, на Рис.4 – схема параллельного симметричного двухполупериодного умножителя напряжения.
При необходимости поиметь двуполярное питание, точку 0U следует подключить к земляной шине.
Повышение напряжения без трансформатора. Умножители. Рассчитать онлайн. Преобразование переменного и постоянного тока (10+)
Бестрансформаторные источники питания – Повышающие
Этот процесс иллюстрирует рисунок:
Синим помечена область, где конденсаторы C заряжаются, а красным, где они отдают накопленный заряд в конденсатор C1 и в нагрузку.
Вашему вниманию подборки материалов:
Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
Повышающие преобразователи
Повышающие преобразователи переменного тока
Если на выходе надо получить напряжение выше, чем на входе, то обычно применяются умножители напряжения. Совсем просто выглядит умножитель, если на входе переменное напряжение:
Это схема умножителя Латура-Делона-Гренашера. На выходе мы имеем амплитудное значение входного напряжения, умноженное на количество конденсаторов. Диоды и конденсаторы в схеме должны быть рассчитаны на удвоенную величину амплитудного значения входного напряжения, то есть для осветительной сети они должны выдерживать 620 В с запасом.
Расчет умножителя онлайн
Рассчитаем номинал конденсаторов в умножителе напряжения:
[Емкость каждого конденсатора, Ф] = [Количество конденсаторов] * [Сила выходного тока, А] / [Максимально допустимая амплитуда пульсаций выходного напряжения, В] / [Входная частота, Гц] / 2
Максимально допустимую амплитуду пульсаций выходного напряжения следует выбирать не более 5% от требуемого выходного напряжения, иначе схема не будет работать.
Повышающие преобразователи постоянного тока
Если нам необходимо повысить напряжение постоянного тока, то его сначала надо преобразовать в переменный. Для этого можно применить, например, эту схему:
Здесь используется релаксационный генератор на операционном усилителе, который раскачивает усилитель мощности на транзисторах. С выхода усилителя мощности сигнал подается на умножитель напряжения (S), собранный по схеме, приведенной выше. Нужно только иметь ввиду, что на выходе усилителя амплитудное значение сигнала, которое нужно брать для расчета умножителя, рано половине питающего.
Частота генератора задается конденсатором C1 и резистором R9. Если емкость конденсатора 0.06 мкФ, сопротивление резистора 10 кОм, то частота составит около 500 Гц.
Резисторы R7, R8 – по 50 кОм, Конденсаторы C2, C3 – по 1000 мкФ. Они служат для формирования средней точки между плюсом и минусом питания.
Резисторы R1, R2 – по 1 кОм
Резисторы R3, R4 – по 200 Ом
Резисторы R11, R12 – по 10 кОм
Резистор R10 – 3 кОм
Резисторы R5, R6 – по 100 Ом. Они ограничивают силу тока базы транзисторов VT3, VT4.
Резистор R13 – 3 Ом, 1 Вт. Этот резистор ограничивает токовые всплески при переключении транзисторов. Он необходим, так как усилитель работает на емкостную нагрузку, а выходной сигнал имеет прямоугольную форму, для которой характерны броски тока при заряде конденсатора в нагрузке.
Транзисторы VT3, VT4 – КТ815, КТ814.
Операционный усилитель D1 – К544УД1.
Схема может отдавать в умножитель ток до 1 А, питается от 15 В.
Столь замысловатая схема раскачки силового усилителя применена для того, чтобы на выходе получить размах напряжения, близкий к напряжению питания при том, что напряжение на выходе операционного усилителя не доходит до напряжения питания.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.
Добрый вечер. Как ни старался, не смог по приведенным формулам для рис 1.2 получить значения ёмкостей конденсаторов С1 и С2 при приведенных значениях данных в вашей таблице (Uвх
220V, Uвых 15V, Iвых 100мА, f 50Hz). У меня проблема, включить катушку малогабаритного реле постоянного тока на рабочее напряжение -25V в сеть
220V, рабочий ток катушки I= 35мА. Возможно я что то не Читать ответ.
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Принцип действия.
Принцип действия, сборка и наладка преобразователя однофазного напряжения в трех.
Инвертор, преобразователь, чистая синусоида, синус.
Как получить чистую синусоиду 220 вольт от автомобильного аккумулятора, чтобы за.
Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Принцип р.
Сборка и наладка повышающего преобразователя напряжения. Описание принципа работ.
Источник высокого напряжения для озонатора, ионизатора, экспериментов.
Как изготовить преобразователь с высоким выходным напряжением для формирования и.
Микроконтроллеры. Питание, визуализация, показ информации. Диагностика.
Как питать микро-контроллеры – тонкости. Визуальное представление (Как подключит.
Обратноходовый импульсный преобразователь напряжения, источник питания.
Как работает обратноходовый стабилизатор напряжения. Где он применяется. Описани.
Умножитель напряжения – схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить 200 В постоянного тока из 100 В переменного тока источника, а с помощью умножителя на четыре — 400 В постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах (0,7В на каждом).
В реальных схемах любая нагрузка будет уменьшать полученное напряжение. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна числу звеньев.
А теперь, к Вашему вниманию – “экспонаты” коллекции:
- Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Несимметричный умножитель напряжения (Кокрофта-Уолтона)
Особенности: универсальность, низкая нагрузочная способность.
Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток.
- Утроитель, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Утроитель, 2-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Утроитель, 3-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 1-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 3-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель на 5, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 6, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 6, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель на 8, 1-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 8, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда
Особенности: симметричная схема, превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене.
Умножитель со ступенчатой нагрузочной способностью
Особенности: нагрузочная характеристика имеет две области – область низкой мощности – в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности – при выходном напряжении ниже U.
Выпрямитель с вольтодобавкой
Особенности: наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания.
Умножитель из диодных мостов
Особенности: хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов. На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено.
Автор: Павел (Admin)
Генератор Кокрофта – Уолтона
Пользователи также искали:
генератор дуги, генератор маркса, генератор высокого напряжения, каскадный генератор кокрофта – – уолтона, мощный умножитель напряжения, умножитель напряжения 220в, умножитель напряжения кокрофта – уолтона расчет, умножитель напряжения шенкеля – – вилларда, Генератор, генератор, напряжения, умножитель, Кокрофта, кокрофта, уолтона, Уолтона, вилларда, шенкеля, расчет, высокого, маркса, дуги, мощный, умножитель напряжения в, мощный умножитель напряжения, генератор дуги, генератор маркса, генератор высокого напряжения, каскадный, Генератор Кокрофта – Уолтона, 220в, умножитель напряжения 220в, умножитель напряжения шенкеля – – вилларда, умножитель напряжения кокрофта – уолтона расчет, каскадный генератор кокрофта – – уолтона, генератор кокрофта – уолтона, электроэнергетика. генератор кокрофта – уолтона, генератор кокрофта — уолтона,
…
6 РАСЧЕТ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ИСТОЧНИКА
6 РАСЧЕТ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С ЦЕЛЬЮ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ АВТОМОБИЛЯ БОРТОВЫМ КОМПЬЮТЕРОМ
Модуль зажигания является источником высокого напряжения, в нем размещены две катушки зажигания и два коммутатора на транзисторах. Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. На автомобиле применяется бесконтактная электронная система зажигания.
Первичная цепь системы зажигания питается током низкого напряжения от генератора или аккумуляторной батареи.
Частота конвертора накачки мощности f = 5700 Гц.
Проводят расчет умножителя напряжения. В настоящее время известны две основные схемы умножителя с индивидуальными источниками питания на каждую емкостно-диодную ячейку: с потенциально-независимыми (несвязанными между собой) источниками питания и с потенциально-зависимыми (связанными между собой) источниками питания.
Выходной ток в нагрузке
, ()
где Р – мощность источника на высоковольтном выводе (в нагрузке), Вт;
Uвых – высокое выходное напряжение в нагрузке, кВ.
Расчет высоковольтного источника питания
Данные для расчета.
1) Мощность источника на высоковольтном выводе (в нагрузке)
P=15,0 Вт.
2) Высокое выходное напряжение в нагрузке .
3) Число каскадов каждого умножителя напряжения (УН) n=3.
4) Частота конвертора накачки мощности
Выходной ток в нагрузке
Выходное напряжение трансформаторного блока, питающего умножитель напряжения
В качестве базового выбираем строчный высоковольтный трансформатор для цветных телевизоров типа ТВЦ-90ЛЦ2-1
– мощность базового трансформатора.
– частота базового трансформатора.
– выходное напряжение высоковольтной вторичной обмотки трансформатора.
– индуктивность в линейной области при небольших токах намагничивания.
Рассчитаем количество последовательно соединенных трансформаторных блоков по формуле:
.
С учетом количества трансформаторных блоков, соединенных последовательно, посчитаем истинное напряжение на выходе каждого трансформаторного блока по формуле:
Будем считать для начала, что трансформаторные блоки работают, в так называемом согласованном режиме, то есть входное внутреннее сопротивление умножителя напряжения равно выходному сопротивлению вторичной обмотки трансформатора. При этом внутренние потери минимальны. Для такого режима посчитаем конденсаторы умножителя напряжения по формуле:
,
где – число каскадов умножителя согласно ТЗ;
– порядковый номер конденсатора с началом нумерации от трансформаторной обмотки.
, Ф
Полученные значения емкостей составляют, так называемую верхнюю границу значений вилки емкости умножителя напряжения.
Рассчитаем мощность трансформаторного блока, питающего каждый умножитель напряжения в согласованном режиме.
,
Поскольку у нас приборный вариант, то полученное значение мощности трансформатора является не приемлемым, то есть согласованный режим является нереализуемым в приборном исполнении. Именно поэтому переходим к режиму с большими потерями с целью уменьшения мощности трансформатора.
Посчитаем КПД использования блочного трансформатора при питании умножителя напряжения по формуле:
Полученный КПД отражает долю мощности, которая поступит из блочного трансформатора через умножитель напряжения в нагрузку.
Мощность, выдаваемая каждым блоком умножителя напряжения в нагрузку рассчитывается по формуле:
.
Поскольку типовой выбранный трансформатор обладает меньшей мощностью Р=110 Вт, по сравнению с реальным Р=59,916 Вт, то трансформатор будет 1.
Определяем с учетом загрузочную мощность каждого трансформатора по формуле:
.
Расчетная мощность является мощностью накачки мультивибратора Ройера в каждый трансформатор,то есть каждый трансформатор должен питаться своим конвертором.
По расчетной мощности рассчитаем емкость конденсаторов:
,Ф
Полученные значения емкости составляют, так называемую нижнюю вилку и соответствуют блочной мощности в согласованном режиме работы.
Изобразим вилку значений конденсаторов
Согласо
ванный
режим
Несогласованный режим
Выбираем малые емкости ближе к несогласованному режиму.
Выбираем батареи конденсаторов с точностью 2% ÷ 3% из справочных данных по следующим соображениям:
.
Вилка конденсаторов С1.1; С2.1 состоит их двух параллельно соединенных конденсаторов из ряда Е-24 с номиналами 20 пФ и 1,3 пФ.
Вилка конденсаторов С1.2; С2.2 состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов из ряда Е-24 с номиналами 20 пФ и 1,3 пФ.
Вилка конденсаторов С1.3; С2.3 состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов из ряда Е-24 с номиналами 13 пФ и 1,2 пФ.
Принимаем
Выбираем высоковольтные диоды умножителя напряжения по параметрам:
;
.
Выбираем по справочнику диод КЦ118Б.
Изобразим электрическую принципиальную схему по расчетным параметрам.
Рисунок – Электрическая принципиальная схема с учетом выше рассчитанных параметров
Сайт:: Паятель – Коллекция схем умножителей напряжения
Умножитель напряжения – схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить 200 В постоянного тока из 100 В переменного тока источника, а с помощью умножителя на четыре — 400 В постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах (0,7В на каждом).
В реальных схемах любая нагрузка будет уменьшать полученное напряжение. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна числу звеньев.
А теперь, к Вашему вниманию – “экспонаты” коллекции:
- Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Несимметричный умножитель напряжения (Кокрофта-Уолтона)
Особенности: универсальность, низкая нагрузочная способность.
Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток.
- Утроитель, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Утроитель, 2-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Утроитель, 3-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 1-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 4, 3-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель на 5, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 6, 1-й вариант
Особенности: хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 6, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель на 8, 1-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.
Умножитель на 8, 2-й вариант
Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.
Умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда
Особенности: симметричная схема, превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене.
Умножитель со ступенчатой нагрузочной способностью
Особенности: нагрузочная характеристика имеет две области – область низкой мощности – в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности – при выходном напряжении ниже U.
Выпрямитель с вольтодобавкой
Особенности: наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания.
Умножитель из диодных мостов
Особенности: хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов. На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено.
Источники:
http://electros.wallst.ru/index.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/Генератор_Кокрофта-Уолтона
принцип работы, расчет схемы :: SYL.ru
Все чаще и чаще радиолюбители стали интересоваться схемами питания, которые построены по принципу умножения напряжения. Этот интерес связан с появлением на рынке миниатюрных конденсаторов с большой емкостью и повышением стоимости медного провода, который используется для намотки катушек трансформаторов. Дополнительным плюсом упомянутых устройств являются их малые габариты, что значительно снижает конечные размеры проектируемой аппаратуры. А что же представляет собой умножитель напряжения? Этот прибор состоит из подключенных определенным образом конденсаторов и диодов. По сути, это преобразователь переменного напряжения низковольтного источника в высокое постоянное напряжение. А зачем нужен умножитель напряжения постоянного тока?
Область применения
Такое устройство нашло широкое применение в телевизионной аппаратуре (в источниках анодного напряжения кинескопов), медицинском оборудовании (при питании мощных лазеров), в измерительной технике (приборы измерения радиации, осциллографы). Кроме того, оно используется в устройствах ночного видения, в электрошоковых приборах, бытовой и офисной аппаратуре (ксерокопировальные аппараты) и т. д. Умножитель напряжения завоевал такую популярность благодаря возможности формировать напряжение до десятков и даже сотен тысяч вольт, и это при незначительных размерах и массе устройства. Еще один немаловажный плюс упомянутых приборов – это простота изготовления.
Типы схем
Рассматриваемые устройства делятся на симметричные и несимметричные, на умножители первого и второго рода. Симметричный умножитель напряжения получается путем соединения двух несимметричных схем. У одной такой схемы меняется полярность конденсаторов (электролитов) и проводимость диодов. Симметричный умножитель обладает лучшими характеристиками. Одним из главных достоинств является удвоенное значение частоты пульсаций выпрямляемого напряжения.
Принцип работы
На фото показана простейшая схема однополупериодного прибора. Рассмотрим принцип работы. При действии отрицательного полупериода напряжения через открытый диод Д1 начинает заряжаться конденсатор С1 до амплитудного значения поданного напряжения. В тот момент, когда наступает период положительной волны, заряжается (через диод Д2) конденсатор С2 до удвоенного значения поданного напряжения. При начале следующего этапа отрицательного полупериода происходит заряд конденсатора С3 – также до удвоенного значения напряжения, а при смене полупериода и конденсатор С4 также заряжается до указанного значения. Запуск устройства осуществляется за несколько полных периодов напряжения переменного тока. На выходе получается постоянная физическая величина, которая складывается из показателей напряжений последовательных, постоянно заряжаемых конденсаторов С2 и С4. В результате получим величину, в четыре раза большую, чем на входе. Вот по такому принципу и работает умножитель напряжения.
Расчет схемы
При расчете необходимо задать требуемые параметры: выходное напряжение, мощность, переменное входное напряжение, габариты. Не следует пренебрегать и некоторыми ограничениями: входное напряжение не должно превышать 15 кВ, частота его колеблется в пределах 5-100 кГц, значение на выходе – не более 150 кВ. На практике применяют устройства с выходной мощностью 50 Вт, хотя реально сконструировать умножитель напряжения с выходным показателем, приближающимся к 200 Вт. Значение выходного напряжения напрямую зависит от тока нагрузки и определяется по формуле:
U вых = N*U вх – (I (N3 + +9N2 /4 + N/2)) / 12FC, где
I – ток нагрузки;
N – число ступеней;
F – частота входного напряжения;
С – емкость генератора.
Таким образом, если задать значение выходного напряжения, тока, частоты и количества ступеней, возможно высчитать необходимую емкость конденсаторов.
Умножители напряжения– Адам Мюнхен
Трансформаторы – не единственный способ повысить напряжение; Другой метод безумия – множитель Кокрофта-Уолтона или каскад Вилларда, в зависимости от вашего любимого мертвого ученого. «CW», как их называют в просторечии, представляют собой зарядный насос, используемый для преобразования высокого напряжения в очень высокое напряжение , задача, в которой трансформаторы не подходят. Подобно спаренным индукторам, эта схема «обменивает» ток на напряжение, но, в отличие от трансформатора, непрерывный ток выдает постоянный ток.
CW состоит из каскадов, каждый из которых состоит из 2 сверхбыстрых диодов и 2 высоковольтных конденсаторов. Затем эти этапы складываются в множитель.
В действительности для зарядки конденсаторов требуется еще несколько циклов переменного тока. Насколько умножитель увеличивает входное напряжение, зависит от количества ступеней, и есть простая формула для расчета такого идеального усиления напряжения:
Eout = Ein * √2 * n
Eout – выходное напряжение
Ein – среднеквадратичное входное напряжение
n – количество ступеней умножителя
Допустим, у вас есть 6-ступенчатый умножитель и вы питаете его на 7кВ.Используя приведенную выше формулу, вы можете рассчитать, что теоретическое максимальное выходное напряжение будет 59,397 кВ.
Реальный мир: ожидаемые вызовы
Как и все реальные вещи в этом мире, телеканалы несовершенны. Проблема в том, что по мере того, как потребляется больше тока, усиление напряжения начинает значительно проседать. Этим потерям можно противодействовать, используя либо конденсаторы большего размера, либо более высокочастотный вход, а падение напряжения можно приблизительно рассчитать по следующей формуле:
Edrop = I / ( f * C ) * (2/3 * n ³ + n ² / 2 – n /6)
Edrop – падение напряжения
I – потребляемый ток в амперах
f – частота в герцах
n – количество ступеней
C – размер конденсаторов, используемых в
Эту формулу определенно следует воспринимать с недоверием, потому что, хотя она имеет смысл в теории, потери в реальной жизни будут намного выше.Например, четырехступенчатый CW на моем рабочем месте, который теоретически должен был упасть только на 1,4 кВ на мА, на самом деле упал на 8 кВ. Это тебе электроника.
Как будто падения напряжения было недостаточно, поскольку ток поступает из CW, выходное напряжение начинает колебаться. Еще раз, есть формула для расчета этого;
Eripple = I / ( f * C ) * n * ( n + 1) / 2
Электрический удар CW, большое время.Несмотря на все свои подводные камни, они все же работают, и пока мы не найдем лучший способ повышения высокого напряжения в режиме переключения, они все, что у нас есть. И пульсация, и провисание становятся более серьезными проблемами при увеличении количества ступеней, поэтому всегда идеально использовать как можно меньше ступеней и как можно более высокую частоту в CW. Это означает, что для питания такого умножителя вам понадобится источник высокого напряжения и высокой частоты, например, обратный трансформатор переменного тока.
Изготовление одного
Создание CW – довольно простая задача, поскольку это такая простая схема, настолько простая на самом деле, что для этого даже не потребуется фенольная плата.В CW слева я решил использовать четыре каскада, но, поскольку конденсаторы на 30 000 В довольно дороги, я импровизировал с последовательными парами конденсаторов на 15 кВ (отсюда и 16 конденсаторов вместо 8). CW должен находиться под маслом, чтобы предотвратить чрезмерные потери на коронный разряд, поэтому я сделал его достаточно тонким, чтобы его можно было разместить внутри трубы из ПВХ. То, как вы будете создавать CW, – это, конечно, ваше решение.
Чрезвычайно высокие напряжения, связанные с непрерывными токами, делают сопротивление проводов по большей части несущественным. В результате конденсаторы могут разряжаться импульсами в несколько килоампер; гораздо больше, чем может выдержать маленький диод на конце стека.Это означает, что во время использования вам понадобится либо резистивная нагрузка, например, рентгеновская трубка, либо, если вы просто хотите создать искры, резистор, включенный последовательно с выходом. Закон Ома может помочь вам определить, какой резистор вам нужен, но ожидайте, что он будет в диапазоне нескольких миллионов Ом. Помните, что, поскольку здесь очень высокое напряжение, здесь также очень большая мощность, поэтому убедитесь, что ваш резистор способен выдерживать тепло. Резистор на 1/4 Вт просто не подойдет!
Сверхвысокое напряжение, которое может генерировать CW, довольно забавно.При этих экстремальных потенциалах могут создаваться огромные электрические поля, а также сильный ионный ветер. Просто сидя рядом с работающим CW, вы можете почувствовать, как поле заряжает волосы на ваших руках (если они есть), и нет недостатка в электростатических щелчках и хлопках радома. Играть с CW – довольно интересный опыт.
Искры, которые они могут произвести, тоже неплохие. ∎
rf – конденсатор удвоителя напряжения, номиналы
Импеданс умножителя напряжения – это не просто импеданс конденсаторов.2 – н) $$
Где:
- \ $ n \ $ – количество ступеней (1 для дублера Грайнахера)
- \ $ C \ $ – емкость в фарадах.
- \ $ f \ $ – частота вашего входного сигнала в герцах.
Для одиночного каскада, который в 6 раз превышает импеданс одиночного конденсатора.
Полное сопротивление, которое «видит» антенна, должно быть суммой импеданса умножителя и импеданса нагрузки.
Если вам нужна максимальная мощность от антенны, вы должны попытаться привести полное сопротивление (множитель и нагрузка) в соответствие с сопротивлением антенны.
Практически весь мой опыт работы с удвоителями напряжения связан с низкими частотами и низкими напряжениями. ВЧ и согласование импеданса не совсем моя сильная сторона.
Тем не менее, у меня есть умножитель для обнаружения сигналов сотовых телефонов и WiFi. Он был полностью пассивным – питался полностью от антенны. Он может загореться светодиодом, чтобы указать, что мобильный телефон передает на “расстоянии” пары сантиметров.
Что нужно иметь в виду:
- Используйте диоды, рассчитанные на работу на вашей частоте (точнее, частотном диапазоне.)
- Используйте диоды с низким прямым напряжением . Германиевые диоды непригодны для использования на частотах вплоть до ГГц – они уступают где-то более 100 МГц. Прямое напряжение зависит от тока. Более низкий ток, более низкое прямое напряжение. Ищите диоды, чьи спецификации дают вам кривую, связывающую прямое напряжение с током. Я использовал кучу диодов BAT63, так как хотел определить частоту до 2,4 ГГц.
- На высоких частотах следует обратить внимание на паразитную индуктивность конденсаторов.Если в таблице данных конденсатора не упоминается индуктивность или не покрывается ваш частотный диапазон, вам следует найти другой конденсатор, который делает это.
Я уверен, что здесь есть и другие люди, которые могут дать вам лучший совет по ВЧ компонентам и о том, как решить, согласовывать ли импеданс антенны с импедансом умножителя. Исправления и предложения приветствуются.
Конденсатор– Минимальная частота умножителя напряжения
Емкость или частота не влияют на выходное напряжение холостого хода.Остается
$$ v_ {out} \ приблизительно 2n (v_ {in} -v_j) $$
Влияние частоты и емкости видно только при загрузке умножителя Кокрофта-Уолтона. Общая емкость, на которой хранится выходное напряжение, составляет примерно
.$$ C_ {out, eq} \ приблизительно \ frac {C} {n} $$
Эта емкость разряжается при низком входном сигнале, пропорционально току, уменьшающемуся в нагрузке. Использование больших конденсаторов сделает выход более стабильным. Обратите внимание, что это приближение эквивалентной емкости справедливо только в том случае, если падение напряжения на выходе меньше, чем \ $ v_ {in} -v_j \ $.
Если вы увеличите частоту, вы можете быстрее нарастить напряжение, и выходное напряжение будет увеличиваться. Конечно, при условии, что верхние конденсаторы заряжаются достаточно быстро.
Баланс этих двух эффектов будет влиять на пульсации и среднее выходное напряжение, но я не думаю, что это очень очевидно математически.
[РЕДАКТИРОВАТЬ] Я просмотрел ссылки, которые вы разместили в комментариях, и нашел следующие (соответствующие) научные публикации.
J.S. brugler, Теоретические характеристики схем умножителя напряжения , IEEE Journal of Solid-State Circuits, июнь 1971 г.
PM Лин и Леон О. Чуа, Топологическая генерация и анализ схем умножителя напряжения , Транзакции IEEE в схемах и системах, вып. КАС-24, нет. 10 октября 1977 г.
Одно различие между их умножителем и вашим в том, что они подключают конечный конденсатор к земле (\ $ C_o \ $).2 + 1 \ вправо) \ frac {I_o} {C \ cdot f} $$
Пульсация (в процентах) была определена, вполне логично:
$$ r = \ frac {I_o} {C_oV_of} $$
$$ \ Delta V_o = \ frac {I_o} {C_of} $$
Однако потом я наткнулся на эту бумагу:
- S. Iqbal, Устранение нечетных гармоник в симметричных умножителях напряжения , Journal of Instrumentation, vol. 7 апреля 2012 г.
А этот открывает свою газету выпиской
(.2 + 1 + \ frac {3n} {2} \ right) \ frac {I_o} {f \ cdot C} \ end {align} $$
$$ \ delta V_o = \ frac {I_o (n + 1) n} {f \ cdot C} $$
После поиска по более свежим статьям кажется, что наиболее распространенной ссылкой является
.
- М. Халифа, «Высоковольтная техника, теория и практика», в г. Электротехника и электроника, Серия справочников и Учебники, т. 63. Нью-Йорк: Марсель Декер, март 1990 г., гл. 16.
Однако формула, приписываемая этой ссылке, снова отличается, хотя схема идентична вашей.2} {2} – \ frac {n} {6} \ right) $$
$$ \ delta V_ {pp} = \ frac {I_o} {f_sC} \ frac {n (n + 1)} {2} $$
У меня нет доступа к справочнику, поэтому я не могу точно сказать, какой это из двух.
Конструкция и анализ удвоителя напряжения% PDF-1.4 % 1 0 obj> поток application / pdf Проектирование и анализ удвоителя напряжения
Отчеты по применению Texas Instruments, Incorporated [SNAA095,0] iText 2.1.7, автор 1T3XTSNAA0952011-12-07T22: 31: 37.000Z2011-12-07T22: 31: 37.000Z конечный поток эндобдж 2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >> эндобдж 3 0 obj> потокУмножители напряжения – Высокое напряжение – Наука
Одним из самых дешевых и популярных способов генерирования высоких напряжений при относительно низких токах являются классические многокаскадные умножители напряжения на диодах / конденсаторах, известные как умножители Кокрофта-Уолтона, названные в честь двух людей, которые использовали эту схему, чтобы первыми преуспеть в ее выполнении. первый ядерный распад в 1932 году.Джеймс Дуглас Кокрофт и Эрнест Томас Синтон Уолтон фактически использовали этот каскад умножителей напряжения для исследований, которые позже сделали их лауреатами Нобелевской премии 1951 года по физике за «Трансмутацию атомных ядер искусственно ускоренными атомными частицами». Менее известен тот факт, что схема была впервые обнаружена намного раньше, в 1919 году, швейцарским физиком Генрихом Грайнахером. По этой причине этот каскад удвоителей иногда также называют множителем Грейнахера.
В отличие от трансформаторов этот метод устраняет необходимость в тяжелом сердечнике и необходимости в изоляции / заливке.Используя только конденсаторы и диоды, эти умножители напряжения могут повышать относительно низкие напряжения до чрезвычайно высоких значений, в то же время они намного легче и дешевле, чем трансформаторы. Самым большим преимуществом такой схемы является то, что напряжение на каждой ступени этого каскада только в два раза превышает пиковое входное напряжение, поэтому она имеет то преимущество, что требует относительно недорогих компонентов и ее легко изолировать. Также можно отводить выход с любого каскада, например, от многоточечного трансформатора.Они имеют различные практические применения и находят свое применение в лазерных системах, ЭЛТ-трубках, высоковольтных источниках питания, подсветке ЖК-дисплеев, источниках питания, рентгеновских системах, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных машинах, научное оборудование, осциллографы и многие другие приложения, использующие высоковольтный постоянный ток.
Полярность высоковольтного выхода просто определяется конфигурацией диодов, как показано на схемах выше.
2-ступенчатый умножитель Конструкция Cockcroft Walton или Greinacher основана на серийном полуволновом умножителе или удвоителе напряжения. Фактически, все схемы умножителя могут быть выведены из его принципов работы.
Он в основном состоит из высоковольтного трансформатора Ts, колонки сглаживающих конденсаторов (C2, C4), колонки разделительных конденсаторов (C1, C3) и последовательно соединенных выпрямителей (D1, D2, D3, D4).
Следующее описание 2-каскадного умножителя CW предполагает отсутствие потерь и представляет собой последовательное изменение полярности трансформатора источника Ts на рисунке, показанном ниже.
Количество каскадов равно количеству сглаживающих конденсаторов между землей и OUT, которыми в данном случае являются конденсаторы C2 и C4.
- T с = отрицательный пик: C 1 заряжается через D 1 до E pk при токе I D1
- T s = Положительный пик: E pk T s арифметически добавляет к существующему потенциалу C 1 , таким образом, C 2 зарядов к 2E pk от до D 2 при текущем I D2
- T с = отрицательный пик: C 3 заряжается на E pk от до D 3 при токе I D3
- T с = Положительный пик: C 4 заряжается от 2E pk от до D 4 при токе I D4 .Тогда выход будет 2n * E pk , где N = количество ступеней.
Для достижения полного напряжения требуется несколько циклов. Выходное напряжение точно соответствует кривой RC-цепи, как показано выше. R – выходное сопротивление источника переменного тока, а C – эффективная динамическая емкость умножителя CW. Эта зарядка происходит только при включении умножителя CW из разряженного состояния и не повторяется, если выход не замкнут накоротко. Наиболее распространенные формы входных сигналов переменного тока – это синусоидальные и прямоугольные волны.
Трехступенчатые умножители CW, широко известные как утроители, использовались в большинстве ранних черно-белых и цветных телевизоров. Напряжение быстро падает в зависимости от выходного тока. В некоторых приложениях это преимущество. Выходная вольт-амперная характеристика примерно гиперболическая, поэтому она хорошо подходит для зарядки конденсаторных батарей до высоких напряжений при примерно постоянной зарядной мощности. Кроме того, пульсации на выходе, особенно при высоких нагрузках, довольно высоки.
Увеличение частоты может значительно снизить пульсации и падение напряжения под нагрузкой, что объясняет популярность управления стеком умножителей с импульсным источником питания.Умный способ уменьшить пульсации – это реализовать двухполупериодный удвоитель напряжения, как показано ниже. Это эффективно удваивает количество циклов зарядки в секунду и, таким образом, снижает падение напряжения и коэффициент пульсаций. Вход обычно подается от трансформатора переменного тока с центральным ответвлением или схемы H-моста MOSFET.
Умножитель напряжения своими руками
Умножитель напряжения – отличный способ создать источник питания постоянного тока высокого напряжения. Очень легко генерировать высокое напряжение из легко доступных компонентов.В следующем разделе содержится информация о том, где купить компоненты и как их подключить. Он также дает подробную информацию об источниках питания высокого напряжения, которые работают от батарей. Ознакомьтесь с нашими статьями «Сделай сам» для получения более подробной информации
Эта информация предназначена для образовательных целей. Копирование этого проекта полностью на ваш страх и риск.
Подробнее Умножитель напряжения своими руками / наука / устройства своими руками / умножитель напряжения своими руками
IRJET – Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте.
IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май-2021)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, Май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
IRJET приглашает участников из различных инженерных и технологических и научных дисциплин для Тома 8, выпуск 5 (май 2021 г.)
Отправить сейчас
IRJET Vol-8, выпуск 5, май 2021 г. Публикация продолжается…
Обзор статей
IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.
Проверить здесь
IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.
Калькулятор делителя напряжения Apogeeweb
Часто задаваемые вопросы
1. Как рассчитать делитель напряжения?
Формулировка правила проста: Правило деления напряжения: напряжение делится между двумя последовательными резисторами прямо пропорционально их сопротивлению.−v (t) + v1 (t) + v2 (t) = 0 → v (t) = v1 (t) + v2. v (t) = R1i (t) + R2i (t) = (R1 + R2) i (t).
2. Как выбрать резистор делителя напряжения?
Вот очень приблизительное эмпирическое правило: ток, протекающий через два резистора (при условии отсутствия входного тока), должен быть в 10–1000 раз больше, чем входной ток. Чем больше тока проходит через эти резисторы, тем меньше влияние входного тока.
3. Параллельно ли включен делитель напряжения?
Параллельную цепь часто называют делителем тока из-за ее способности пропорционально или делить общий ток на дробные части.Еще раз, должно быть очевидно, что ток через каждый резистор связан с его сопротивлением, учитывая, что напряжение на всех резисторах одинаково.
4. Почему используется делитель напряжения?
Резисторные делители напряжения обычно используются для создания опорных напряжений или для уменьшения величины напряжения, чтобы его можно было измерить, а также могут использоваться в качестве аттенюаторов сигналов на низких частотах.
5. Как рассчитать выходное напряжение?
Формула: V = I x R, где V – напряжение, измеренное в вольтах, I – величина тока, измеренная в амперах, а R – сопротивление, измеренное в омах.
6. Как работает делитель напряжения?
Делитель напряжения – это простая схема, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Используя всего два последовательных резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее часть входного. Делители напряжения – одна из самых фундаментальных схем в электронике.
7. Что такое правило делителя напряжения и тока?
Цепи делителя токаимеют две или более параллельных ветви для протекания токов, но напряжение одинаково для всех компонентов в параллельном блоке.Цепи делителя тока – это параллельные цепи, в которых ток источника или питания делится на несколько параллельных цепей.
8. В чем разница между потенциометром и делителем напряжения?
Делитель потенциала также называется резисторным делителем, напряжение пропорционально делится между цепочкой последовательно соединенных резисторов. Он может быть сформирован из N нескольких отводов и количества (N + 1) постоянных резисторов, но в природе существует гораздо больше его реализаций.
Короче говоря, потенциометр – это компонент, внутри которого используется делитель потенциала.Следовательно, все потенциометры, используемые для получения переменного напряжения, можно назвать делителями напряжения, но все делители напряжения не являются потенциометрами.
9. Как рассчитать делитель потенциала?
Делитель потенциала
Vin = p.d. поставляется ячейкой.
Vout = p.d. через интересующий резистор.
R1 = сопротивление резистора, представляющего интерес R1
R2 = сопротивление резистора R2
10. Как работает потенциальный делитель?
Делитель потенциала – это простая схема, в которой используется способ падения напряжения на последовательно соединенных резисторах.Это очень полезная и распространенная схема, которая широко используется в нашем ассортименте электронных комплектов. Идея состоит в том, что, используя два последовательно соединенных резистора, можно разделить напряжение и создать между ними другое напряжение.
11. Зачем использовать делитель напряжения?
Делитель напряжения может использоваться для уменьшения очень высокого напряжения, чтобы его можно было измерить с помощью вольтметра. Высокое напряжение подается на делитель, а выход делителя, который выводит более низкое напряжение, которое находится в пределах входного диапазона измерителя, измеряется измерителем.
12. Как построить делитель напряжения?
13. Что такое схема умножителя напряжения?
Умножитель напряжения – это тип схемы диодного выпрямителя, который может создавать выходное напряжение, во много раз превышающее приложенное входное напряжение. В руководстве по выпрямителям мы увидели, что выходное напряжение постоянного тока, контролируемое выпрямителем, имеет значение ниже входного напряжения сети.
14. Что такое смещение делителя напряжения?
Смещение делителя напряжения, также известное как смещение делителя напряжения, представляет собой метод, используемый для смещения постоянного тока биполярных переходных транзисторов (BJT) в простой схеме усилителя.
15. Почему смещение делителя напряжения называется самосмещением?
Причина его названия «самосмещение» не очень очевидна, за исключением того факта, что резистор, подключенный к эмиттерному выводу транзистора, способствует стабильности смещения.
16. Какое правило делителя напряжения?
Правило делителя напряжения используется для решения схем для упрощения решения. Применение этого правила также может полностью решить простые схемы. Основная концепция этого правила делителя напряжения заключается в том, что «напряжение делится между двумя резисторами, которые соединены последовательно, прямо пропорционально их сопротивлению.
17. Какие бывают типы умножителей напряжения?
Умножители напряжения подразделяются на четыре типа:
Однополупериодный удвоитель напряжения.
Двухполупериодный удвоитель напряжения.
Утроитель напряжения.
Счетверитель напряжения.
18. Как построить в цепи умножитель напряжения?
19. Может ли потенциометр работать как делитель напряжения?
Да. Потенциометр – это переменный резистор, который можно использовать для создания регулируемого делителя напряжения.
20. Почему смещение делителя напряжения более стабильно, чем фиксированное смещение?
Смещение делителя напряжения для транзистора не зависит от бета транзистора, в то время как фиксированное смещение зависит от бета.
Можно показать, что смещение делителя напряжения (тот, который используется в H-образной цепи смещения, обнаруженной вокруг биполярных транзисторов, работающих как почти линейные усилители), создает контур, отображающий свойства отрицательной обратной связи, которые помогают точке смещения быть почти независимой от тока транзистора. усиление, hFE или βF.Это приятное свойство, поскольку в обычных транзисторах этот параметр может иногда варьироваться в диапазоне 1: 3 от устройства к устройству.
Принцип деления напряжения резисторов в серии
В последовательной цепи распределение напряжения пропорционально величине сопротивления, то есть чем больше сопротивление, тем больше распределяется напряжение; Напротив, чем меньше сопротивление, тем меньше распределяется напряжение.
В последовательной цепи напряжение на проводниках пропорционально их сопротивлению.
По I1 = I2,
U1 / R1 = U2 / R2 равно
Объяснение схемы делителя напряжения:
Этот видеоурок по физике дает базовое введение в схемы делителя напряжения. Он предоставляет простую формулу для расчета напряжения на резисторе в последовательной цепи с двумя резисторами, включенными последовательно с батареей.он содержит множество примеров и практических задач. В нем обсуждается влияние на выходное напряжение схемы делителя напряжения, когда нагрузочный резистор включен параллельно R2. В нем обсуждается, как спроектировать схему делителя напряжения в соответствии с определенными требованиями.
Резистор в серии и В делитель напряжения
резисторов включены последовательно, напряжение, получаемое на k-м резисторе:
В заключении:
① В последовательной цепи полное сопротивление равно сумме сопротивлений субрезисторов.
② Напряжение на каждом резисторе соответствует общему напряжению в соответствии с отношением его сопротивления к общему сопротивлению.
