Násobič napětí
Co když nabijete kondenzátory paralelně nebo po jednom, pak je zapojíte do série a výslednou baterii použijete jako zdroj vyššího napětí? Jde ale o známý způsob zvyšování napětí, kterému se říká násobení.
Pomocí násobiče napětí lze získat vyšší napětí z nízkonapěťového zdroje, aniž by k tomuto účelu bylo potřeba zvyšovacího transformátoru. V některých aplikacích nebude transformátor fungovat vůbec a někdy je mnohem pohodlnější použít násobič pro zvýšení napětí.
Například v televizorech vyrobených v SSSR lze z lineárního transformátoru získat napětí 9 kV a poté již zvýšit na 27 kV pomocí násobiče UN9 / 27-1,3 (označení znamená, že na vstup je přiváděno 9 kV, na výstupu se získá 27 kV při proudu 1,3 mA).
Představte si, že byste museli získat takové napětí pro CRT TV pouze pomocí jednoho transformátoru? Kolik závitů musí být navinuto v jeho sekundárním vinutí a jak silný bude drát? To by vedlo k plýtvání materiálem.V důsledku toho se ukazuje, že pro získání vysokého napětí, pokud požadovaný výkon není vysoký, je multiplikátor docela vhodný.
Obvod násobiče napětí, ať už nízkonapěťový nebo vysokonapěťový, obsahuje pouze dva typy součástek: diody a kondenzátory.
Funkcí diod je nasměrovat nabíjecí proud do příslušných kondenzátorů a poté nasměrovat vybíjecí proud z příslušných kondenzátorů správným směrem tak, aby bylo dosaženo cíle (získání zvýšeného napětí).
Na násobič je samozřejmě přivedeno střídavé nebo vlnové napětí a často se toto zdrojové napětí odebírá z transformátoru. A na výstupu násobiče bude nyní díky diodám napětí konstantní.
Podívejme se, jak funguje multiplikátor, jako příklad použijeme zdvojovač. Když proud na samém začátku klesá od zdroje, je blízký horní kondenzátor C1 nabíjen nejprve a nejintenzivněji přes blízkou spodní diodu D1, zatímco druhý kondenzátor podle schématu nedostává náboj, protože je blokován dioda.
Také, protože zde máme zdroj střídavého proudu, proud jde nahoru od zdroje, ale tady po cestě tam je nabitý kondenzátor C1, který je nyní zapojen do série se zdrojem a přes diodu D2 se kondenzátor C2 nabíjí vyšším napětím, takže napětí na něm je vyšší než amplituda zdroje (minus ztráty v dioda, ve vodičích, v dielektriku a další.).).
Kromě toho se proud opět pohybuje směrem dolů od zdroje – kondenzátor C1 se dobíjí.A pokud není zátěž, po několika periodách se napětí na kondenzátoru C2 udrží na přibližně 2 amplitudovém napětí zdroje. Stejně tak můžete přidat další sekce, abyste získali vyšší napětí.
S rostoucím počtem stupňů v násobiči se však výstupní napětí nejprve zvyšuje a zvyšuje, ale pak rychle klesá. V praxi se v multiplikátorech zřídka používají více než 3 kroky. Koneckonců, pokud dáte příliš mnoho kroků, ztráty se zvýší a napětí vzdálených sekcí bude menší, než je žádoucí, nemluvě o hmotnosti a rozměrech takového produktu.
Mimochodem, zdvojnásobení napětí se tradičně používá v mikrovlnných troubách. STK (kmitočet 50 Hz), ale ztrojnásobení, v násobcích jako UN, se aplikuje na vysokofrekvenční napětí měřené v desítkách kilohertzů.
Dnes se v mnoha technických oborech, kde je vyžadováno vysoké napětí s malým proudem: v laserové a rentgenové technice, v systémech podsvícení displejů, v magnetronových silových obvodech, v ionizátorech vzduchu, urychlovačích částic, v kopírovací technice, dobře zakořenily multiplikátory.