Feszültségszorzók - Osztályozás és blokk Daigram magyarázat

Mik azok a feszültségszorzók?

A feszültségszorzó egy diódákból és kondenzátorokból álló elektromos áramkörre vonatkozik, amely megnöveli vagy növeli a feszültséget, és átalakítja az AC-t DC-vé, a feszültség szorzása és az áram egyenirányítása feszültségszorzó . Az áram egyenfeszültségről egyenáramra egyenirányítását diódával, a feszültség növekedését pedig a részecskék gyorsításával érhetjük el a kondenzátorok által termelt nagy potenciál meghajtásával.

Feszültségszorzó

A dióda és a kondenzátor kombinációja révén egy alapfeszültség-szorzó áramkör váltakozó áramú bemenetet kap az áramkörbe egy áramforrásból, ahol az áram és a részecske gyorsulásának kondenzátorral történő egyenirányítása megnövelt feszültségű egyenáramú kimenetet eredményez. A kimeneti feszültség sokszor nagyobb lehet a bemeneti feszültségnél, így a terhelő áramkörnek nagy impedanciával kell rendelkeznie.

Ebben a feszültségkétszerező áramkörben az első dióda korrigálja a jelet, és annak kimenete egyenértékű a félhullámú egyenirányítóként egyenirányított transzformátor csúcsfeszültségével. A váltakozó áramú jel a kondenzátor segítségével ezenkívül eléri a második diódát, és a kondenzátor által biztosított egyenáram szempontjából ez a második dióda kimenetét az első tetejére ülteti. Ezen vonalak mentén az áramkör kimenete duplája a transzformátor csúcsfeszültségének, kevesebb a dióda csökken.

Az áramkör és az ötlet változatai hozzáférhetők ahhoz, hogy gyakorlatilag bármely változó feszültség-szorzó kapacitását biztosítsák. Ugyanazon szabály alkalmazása, ha egy egyenirányítót egy alternatív tetejére ültetünk, és a kapacitív csatolás kihasználja a lépcsőrendszer egy típusát a továbblépéshez.

Feszültségszorzó osztályozása:

A feszültségszorzó osztályozása a bemeneti feszültség és a kimeneti feszültség arányán alapul, ennek megfelelően neveket is adunk

• Feszültség duplázók
• Feszültség Tripler
• Négyszeres feszültség

Feszültség megduplázása:

A feszültségkétszerező áramkör két diódából és két kondenzátorból áll, ahol a dióda-kondenzátor áramkör mindkét kombinációja pozitív és negatív változást mutat, és két kondenzátor csatlakoztatása kettős kimeneti feszültséghez vezet egy adott bemeneti feszültséghez.

Dupla feszültség

Hasonlóképpen, a dióda-kondenzátor kombinációjának minden egyes növekedése megsokszorozza a bemeneti feszültséget, ahol a Tripler feszültség Vout = 3 Vin, a négyszeres feszültség pedig Vout = 4 Vin.

A kimeneti feszültség kiszámítása

A feszültség-szorzó kimeneti feszültségének kiszámítása fontos, figyelembe véve a feszültség szabályozását és a százalékos hullámosságot.

Vout = (sqrt 2 x Vin x N)

Hol

Vout = N fokozatú feszültségszorzó kimeneti feszültsége

N = nem. szakaszokból áll (ez a kondenzátor száma osztva 2-vel).

A kimeneti feszültség alkalmazásai

• Katódsugárcsövek
• Röntgen rendszer, lézerek
• Ionszivattyúk
• Elektrosztatikus rendszer
• Utazó hullámcső

Példa

Vegyünk egy olyan forgatókönyvet, ahol 2,5 kv kimeneti feszültségre van szükség 230 V bemenetnél, ebben az esetben többfokozatú feszültségszorzóra van szükség, amelyben a D1-D8 diódákat ad, és 16 100 uF / 400v kondenzátort kell csatlakoztatni 2,5 Kv teljesítmény.

Képlet segítségével

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

= négyzet 2 x 230 x 8

= 2,5 Kv (kb.)

A fenti egyenletben a 16/2 azt jelzi, hogy nincs kondenzátor / 2 adja meg a fokozatok számát.

2 gyakorlati példa

1. Működő példa a feszültségszorzó áramkörre nagyfeszültségű egyenáram előállításához váltakozó áramú jelből.

Blokkdiagram, amely feszültség-szorzó áramkört mutat

A rendszer egy 8 fokozatú feszültségszorzó egységből áll. A kondenzátorokat a töltés tárolására használják, míg a diódákat az egyenirányításra. Amint az AC jelet adjuk, minden kondenzátoron kapunk egy feszültséget, amely megközelítőleg megduplázódik az egyes fokozatokkal. Így az 1-es feszültség mérésével^utcaszakasza feszültség duplázó és az utolsó szakasz, megkapjuk a szükséges magasfeszültség . Mivel a kimenet nagyon nagy feszültségű, nem lehet egyszerű multiméterrel mérni. Emiatt feszültségosztó áramkört használnak. A feszültségosztó 10 sorba kapcsolt ellenállásból áll. A kimenetet az utolsó két ellenálláson vesszük át. A kapott kimenetet tehát megszorozzuk 10-vel, hogy megkapjuk a tényleges kimenetet.

2. Marx-generátor

A szilárdtest-elektronika fejlődésével a szilárdtest-készülékek egyre alkalmasabbak impulzusos alkalmazásokhoz. Kompatibilitást, megbízhatóságot, nagy ismétlődési sebességet és hosszú élettartamot biztosíthatnak az impulzusos energiaellátó rendszerek számára. A szilárdtest-eszközöket használó impulzusos áramfejlesztők felemelkedése kiküszöböli a hagyományos alkatrészek korlátjait, és azt ígéri, hogy az impulzusos energia-technológiát széles körben alkalmazzák a kereskedelmi alkalmazásokban. A jelenleg elérhető szilárdtest-kapcsolóeszközök, mint például a MOSFET vagy a szigetelt kapu bipoláris tranzisztor (IGBT), csak néhány kiló voltig terjednek.

Az impulzusos energiarendszerek többsége sokkal magasabb feszültséget igényel. A Marx modulátor egy egyedi áramkör, amelyet feszültség sokszorozására szánnak, az alábbiak szerint. Hagyományosan kapcsolóként szikrahézagokat, szigetelőként pedig ellenállásokat alkalmazott. Ezért hátrányai voltak az alacsony ismétlődési arány, a rövid élettartam és a hatástalanság. Ebben a cikkben a szilárdtest-eszközöket használó Marx-generátort javasoljuk, hogy egyesítse a teljesítmény-félvezető-kapcsolók és a Marx-áramkörök előnyeit. Plasmaforrás-ion beültetéshez (PSII) [1] és a következő követelményekhez tervezték:

A modern Marx generátor MOSFET segítségével

A feszültség és az időtartam leolvasásához olvassa el a CRO képernyő rendezését.

• A fenti kisfeszültségű demo egységből 15 V bemenetet találunk, az A pont 50% -os munkaciklusa a talajhoz képest szintén (–Ve) megy. Ezért nagyfeszültségű tranzisztort kell használni. Ezalatt az összes C1, C2, C4, C5 KAPCSOLÓK C-on láthatóan 12 V-ig feltöltődnek.
• Ezután a C1, C2, C4, C5 megfelelő kapcsolási cikluson keresztül soros kapcsolatba kerülnek a MOSFET-eken keresztül.
• Így 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volt (-Ve) impulzusfeszültséget kapunk a D pontban

Marx-generátorok alkalmazása - nagyfeszültségű DC Marx-generátor elvével

Amint azt a Marx Generator elv alapján tudjuk, a kondenzátorok párhuzamosan vannak elrendezve, hogy feltöltődjenek, majd sorozathoz csatlakozva fejlesszék a nagyfeszültséget.

A rendszer egy 555 időzítőből áll, amely lenyűgöző üzemmódban működik, és 50% -os működési ciklusú kimeneti impulzust biztosít. A rendszer összesen 4 fokozatú szorzási fokozatból áll, mindegyik fokozat kondenzátorból, 2 diódából és egy MOSFET-ből áll, mint kapcsoló. A diódák a kondenzátor töltésére szolgálnak. Nagy impulzus a 555 órát működtetnek a diódák és az optoizolátorok, amelyek viszont kiváltó impulzusokat szolgáltatnak az egyes MOSFET-ek számára. Így a kondenzátorok párhuzamosan vannak csatlakoztatva, miközben töltődnek a tápfeszültségig. Az időzítő alacsony logikai impulzusa azt eredményezi, hogy a MOSFET kapcsolók kikapcsolt állapotban vannak, és a kondenzátorok sorba vannak kapcsolva. A kondenzátorok elkezdenek lemerülni, és az egyes kondenzátorok feszültsége hozzáadódik, ami négyszer nagyobb feszültséget eredményez, mint a bemenő egyenfeszültség.