Spændingsmultiplikatorer - Klassificering og blokering af Daigram-forklaring

Hvad er spændingsmultiplikatorer?

Spændingsmultiplikator refererer til et elektrisk kredsløb, der består af dioder og kondensatorer, som multiplicerer eller øger spændingen og også konverterer AC til DC, ganget med spænding og udbedring af strøm sker ved hjælp af spændingsmultiplikator . Rektifikation af strøm fra vekselstrøm til jævnstrøm opnås ved hjælp af en diode, og en stigning i spænding opnås ved acceleration af partikler ved fremdrift af højt potentiale produceret af kondensatorer.

Spændingsmultiplikator

En kombination af diode og kondensator giver et grundlæggende spændingsmultiplikator kredsløb AC-input gives til kredsløbet fra en strømkilde, hvor udbedring af strøm og partikelacceleration med kondensator giver en øget DC-udgangsspænding. Udgangsspændingen kan være mange gange højere end indgangsspændingen, så belastningskredsløbet skal have høj impedans.

I dette spændingsdobler-kredsløb korrigerer den første diode signalet, og dets output svarer til spændingen fra transformeren, der er rettet som en halvbølge-ensretter. Et vekselstrømsskilt ved hjælp af kondensatoren opnår desuden den anden diode, og i perspektivet af jævnstrømmen, der er tilvejebragt af kondensatoren, får dette output fra den anden diode til at sidde oven på den første. Langs disse linjer er output fra kredsløbet dobbelt transformatorens spids, mindre dioden falder.

Forskellige kredsløb og ideer er tilgængelige for at tilvejebringe en spændingsmultiplikatorkapacitet på praktisk talt enhver variabel. Anvendelse af den samme regel om at sidde en ensretter oven på en alternativ og udnytte kapacitiv kobling giver en type trinsystem mulighed for at komme videre.

Klassificering af spændingsmultiplikator:

Klassificering af spændingsmultiplikator er baseret på forholdet mellem indgangsspænding og udgangsspænding, og navne er også givet som

• Spændingsdublere
• Spænding Tripler
• Spænding firdoblet

Dobbelt spænding:

Spændingsdobler-kredsløbet består af to dioder og to kondensatorer, hvor hver kombination af diode-kondensatorkredsløb deler positiv og negativ ændring. Også tilslutning af to kondensatorer fører til dobbelt udgangsspænding for en given indgangsspænding.

Spænding dobbelt

Tilsvarende multiplicerer hver stigning i en kombination af diode-kondensator indgangsspænding, hvor spænding Tripler giver Vout = 3 Vin og spænding firedoblet giver Vout = 4 Vin.

Beregning af udgangsspænding

For en spændingsmultiplikator er udgangsspænding beregning vigtig i betragtning af spændingsregulering og procentvis krusning er vigtig.

Vout = (sqrt 2 x Vin x N)

Hvor

Vout = udgangsspænding af N-trins spændingsmultiplikator

N = nej. af trin (det er antallet af kondensator divideret med 2).

Anvendelser af udgangsspænding

• Katodestrålerør
• Røntgensystem, lasere
• Ionpumper
• Elektrostatisk system
• Rejser bølgerør

Eksempel

Overvej et scenarie, hvor der kræves 2,5 Kv udgangsspænding med en indgang på 230 v, i så fald kræves der en flertrins spændingsmultiplikator, hvor D1-D8 giver dioder og 16 kondensatorer på 100 uF / 400v skal tilsluttes for at opnå 2,5 Kv output.

Brug af formel

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

= sqrt 2 x 230 x 8

= 2,5 Kv (ca.)

I ovenstående ligning angiver 16/2 ingen kondensatorer / 2 angiver antallet af trin.

2 Praktiske eksempler

1. Et arbejdseksempel på spændingsmultiplikator-kredsløbet til at producere højspændings-DC fra AC-signal.

Blokdiagram, der viser spændingsmultiplikator kredsløb

Systemet består af en 8-trins spændingsmultiplikatorenhed. Kondensatorerne bruges til at lagre opladningen, mens dioderne bruges til udbedring. Når AC-signalet påføres, får vi en spænding på tværs af hver kondensator, som omtrent fordobles med hvert trin. Således ved at måle spændingen over 1^St.trin for spændingsdobler og det sidste trin, får vi det krævede højspænding . Da output er en meget høj spænding, er det ikke muligt at måle det ved hjælp af et simpelt multimeter. Af denne grund anvendes et spændingsdelerkredsløb. Spændingsdeleren består af 10 modstande forbundet i serie. Outputtet tages over de sidste to modstande. Det opnåede output ganges således med 10 for at få det faktiske output.

2. Marx Generator

Med udviklingen af ​​solid state-elektronik bliver solid state-enheder mere og mere egnede til pulserende strømapplikationer. De kunne give de pulserende kraftsystemer kompakthed, pålidelighed, høj gentagelseshastighed og lang levetid. Stigningen af ​​pulserende kraftgeneratorer, der bruger solid state-enheder, eliminerer begrænsningerne for konventionelle komponenter og lover, at pulserende energiteknologi bliver udbredt i kommercielle applikationer. Imidlertid er solid state switch-enheder såsom MOSFET eller Isoleret Gate Bipolar Transistor (IGBT), der nu er tilgængelige, kun klassificeret op til et par kilo Volt.

De fleste af de pulserende kraftsystemer kræver meget højere spændingsvurderinger. Marx-modulator er et unikt kredsløb beregnet til spændingsmultiplikation, som vist nedenfor. Traditionelt anvendte den gnistgab som afbrydere og modstande som isolatorer. Derfor havde den ulemper ved lav gentagelsesrate, kort levetid og ineffektivitet. I dette papir foreslås Marx-generatoren ved hjælp af solid-state-enheder at kombinere fordelene ved både halvlederkontakter og Marx-kredsløb. Det er designet til plasmakildeionimplantation (PSII) [1] og til følgende krav:

Den moderne Marx generator ved hjælp af MOSFET

For at læse spændingen og tidsperioden henvises til CRO skærm sortering.

• Fra ovenstående lavspændingsdemoenhed finder vi input på 15 volt, 50% driftscyklus ved punkt A går (–Ve) også med hensyn til jord. Derfor skal der bruges en højspændingstransistor til højspænding. I DENNE TID BLIVER ALLE KAPACITATORERNE C1, C2, C4, C5 opladet som set ved C op til 12 volt hver.
• Derefter gennem korrekt skiftecyklus C1, C2, C4, C5 bliver serieforbundet gennem MOSFET'erne.
• Således får vi en (-Ve) pulsspænding på 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volt ved punkt D.

Anvendelse af Marx Generators - High Voltage DC by Marx generator princip

Som vi ved af Marx Generator-princippet, er kondensatorerne arrangeret parallelt for at oplade og derefter forbundet til serier for at udvikle en høj spænding.

Systemet består af en 555 timer, der arbejder i en stabil tilstand, som giver en outputpuls med en 50% driftscyklus. Systemet består af et samlet 4-trins multiplikationstrin, hvor hvert trin består af en kondensator, 2 dioder og en MOSFET som switch. Dioderne bruges til at oplade kondensatoren. En høj puls fra 555 timer køres dioderne og også optoisolatorerne, som igen tilvejebringer udløsende impulser til hver MOSFET. Således er kondensatorerne forbundet parallelt, når de oplades op til forsyningsspændingen. En lav logisk puls fra timeren resulterer i, at MOSFET-switches er i slukket tilstand, og kondensatorerne er således forbundet i serie. Kondensatorerne begynder at aflade, og spændingen på tværs af hver kondensator tilføjes og producerer en spænding, der er 4 gange mere end indgangsspændingen.