Схемы выпрямления с умножением напряжения

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 21Следующая ⇒

Схемами умножения напряжения называют выпрямительные схемы, выходное напряжение которых в несколько раз больше амплитудного напряжения вторичной обмотки трансформатора. В качестве дополнительных источников э. д. с. в этих схемах используют конденсаторы, периодически заряжаемые с помощью диодов.

Простейшей из схем умножения напряжения является однополупериодная схема удвоения (рисунок 3.24), состоящая из элементов, образующих два однополупериодных выпрямителя. Первый из этих выпрямителей состоит из диода VD1, конденсатора C1 и резистора R1, а второй - из конденсатора С1, диода VD2, конденсатора С2 и нагрузки R_н.

В течение полупериода, когда потенциал точки а отрицательный, а потенциал точки б -положительный, конденсатор С1 заряжается через диод VD1 и ограничивающий резистор R1 до напряжения U_2т. В течение следующего полупериода, когда потенциал точки а становится положительным, а потенциал точки б - отрицательным, вторичная обмотка трансформатора Т оказывается соединенной с конденсатором С1 таким образом, что напряжение их суммируется. Под воздействием этого напряжения конденсатор С2 заряжается через диод VD2 до напряжения 2U_2т- Конденсатор С2 заряжается только 1 раз за период, поэтому схема является однополупериодной. От обычной однополупериодной схемы с емкостной нагрузкой эта схема отличается удвоенным значением выходного напряжения.

Основным недостатком схемы является то, что частота пульсации в ней равна частоте питающего напряжения.

Двухполупериодная схема выпрямления с удвоением напряжения (рисунок 3.25) состоит как бы из двух однополупериодных выпрямителей, соединенных между собой последовательно и работающих на одну общую нагрузку. Первый выпрямитель состоит из диода VD1 и конденсатора С1, а второй выпрямиттель - из диода VD2 и конденсатора С2. Нагрузка R_н включена параллельно двум последовательно соединенным конденсаторам С1 и С2.

Рис. 3.24. Однополупериодная схема удвоения

Рис. 3.25. Двухполупериодная схема удвоения (а) и зависимости напряжений и токов от времени (б-д)

В течение одного полупериода напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т, когда в точке а положительный потенциал, а в точке б - отрицательный, конденсатор С1 заряжается

через диод VD1 почти до напряжения U₂_m, а в течение следующего полупериода через диод VD2 заряжается конденсатор С2 также почти до напряжения U_2т. Так как конденсаторы С1 и С2 соединены последовательно, то на нагрузке будет напряжение почти 2U_2т.

Вынужденное намагничивание сердечника трансформатора Т отсутствует и выпрямление двухполупериодное, а частота пульсации в 2 раза выше частоты питающего напряжения.

По сравнению с другими схемами двухполупериодного выпрямления основным преимуществом схемы удвоения является возможность получения напряжения в 2 раза большего, чем в мостовой схеме выпрямления, и в 4 раза большего, чем в двухполупериодной схеме выпрямления при одном и том же напряжении вторичной обмотки трансформатора.

К недостаткам схем удвоения относится значительное выходное сопротивление выпрямителя.

Рассмотрим схему умножения для высоковольтного напряжения, используемые радиотехнических системах.

При напряжении питающей сети переменного тока 220 В постоянное выходное напряжение составляет 3240 В без нагрузки и 3000 В при нагрузке 1 А. Потребляемая нагрузкой мощность составляет 3 кВт. При испытании в качестве нагрузки использовался набор из мощных резисторов суммарным сопротивлением 3 кОм и общей мощностью 3 кВт. Эту мощность можно потреблять от блока питания довольно продолжительное время, не опасаясь перегрева его деталей (например, работать в ЧМ режиме). Общая масса блока питания составляет 5, 8 кг, что значительно меньше массы аналогичного трансформаторного блока.

Схема умножителя симметричная, двухполупериодная приведена на рис.3.26. Каждое плечо обеспечивает пятикратное умножение напряжения сети. Во избежание неприятностей, рабочее напряжение используемых конденсаторов должно выбираться с достаточным запасом.

Рис3.26. Схема умножения симметричная двухполупериодная

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒