Feszültségszorzó

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2017. május 20-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

A feszültségszorzó (vagy kaszkádgenerátor [1] ) egy olyan eszköz, amely az alacsony váltakozó (pulzáló) feszültséget nagyfeszültségű egyenfeszültséggé alakítja. Külön szakaszokban a váltakozó feszültség egyenirányítása, az egyenirányított feszültségek sorba kapcsolása és összegzése történik. A kaszkádok kommunikációja az áramforrásokkal kapacitáson vagy kölcsönös indukción keresztül történik. A kaszkádok tápellátása lehet soros vagy párhuzamos.

Eszköz

A feszültségszorzó a váltakozó, pulzáló feszültséget nagy egyenfeszültséggé alakítja. A szorzó kondenzátorokból és diódákból álló létrából épül fel . A transzformátorral ellentétben ez a módszer nem igényel nehéz magot és megerősített szigetelést, mivel a feszültségek minden szakaszban egyenlőek.

Csak kondenzátorokat és diódákat használva az ilyen típusú generátorok viszonylag alacsony feszültséget nagyon magas feszültséggé alakítanak át, miközben sokkal könnyebbek és olcsóbbak, mint a transzformátorok. Egy másik előny a feszültség eltávolítása az áramkör bármely szakaszáról, akárcsak egy többcsapos transzformátornál.

Terhelés hiányában az n szakaszos aszimmetrikus szorzó kimenetén feszültség jön létre: U out \ u003d 2 U in n
ahol

n a szakaszok száma
U in - a bejövő váltakozó feszültség amplitúdója ,
U out – egyenáramú kimeneti feszültség.

Terhelés csatlakoztatásakor a kondenzátorok időszakosan kisülnek és feltöltődnek. Ennek eredményeként az áramkör kimenetén a feszültség valamivel kisebb lesz, mint 2·n·U in, és nem marad állandó.

Általában megfigyelhető az összefüggés:

U Out =

2n\ U_{BX}-{\frac {I_{H}}{\omega C}}\cdot ({\frac {2}{3}}n^{3}+{\frac {1} {4}}n^{2}-{\frac {1}{6}}n)

ahol

\omega

a bemeneti feszültség frekvenciája,

I_{H}

- áram a terhelésen keresztül,

C

a kondenzátor kapacitása.

Alacsony értékeknél a kimeneti feszültség szinte a fokozatok számával arányosan emelkedik. A növekedéssel ez a növekedés lelassul, majd teljesen leáll. Nincs értelme olyan szorzókat készíteni, amelyeknek több fokozata van annál, amelynél a maximális szorzást elérjük. $n$ $n$

Elméleti hiányosságai és korlátai ellenére a feszültségsokszorozó ugyanolyan klasszikussá vált a nagy egyenfeszültség elérésére szolgáló elektronikus áramkörökben, mint a teljes hullámú egyenirányító ( diódahíd ) az egyenáram váltakozó áramból történő előállítására. A kapcsolási rajzokon nincs is részletesen lerajzolva, hanem speciális ikonként ábrázolják. Az ipar a moduláris "feszültségszorzók" nagyon széles skáláját gyártja előre beállított paraméterekkel, amelyek a legtöbb , a TDKS feltalálása előtt megjelent CRT -eszköz nélkülözhetetlenek : monitor , TV , radarjelző vagy oszcilloszkóp .

Specifikációk

A gyakorlatban a szorzónak számos hátránya van. Ha túl sok szakaszt adunk a szorzóhoz, akkor az utolsó szakaszokban a feszültség a vártnál alacsonyabb lesz, elsősorban az alsó szakaszok kondenzátorainak nullától eltérő impedanciája miatt. Gyakorlatilag lehetetlen a szorzót közvetlenül ipari frekvencia feszültséggel táplálni , mivel ebben az esetben nagy kondenzátorokra van szükség, ami jelentősen rontja a készülék súlyát és méretét. Az egyenirányított áram hullámzása is felerősödik, ami bizonyos esetekben elfogadhatatlan. Általában a bemeneti feszültséget egy nagyfrekvenciás nagyfeszültségű transzformátor kimenetéről táplálják, és a szorzóban a kívánt értékre emelkedik.

Vannak szorzók a néhány száz volttól a több millió voltig terjedő feszültséghez.

Használat

A multiplikátorokat a technológia számos területén alkalmazzák, különösen lézerek elektromos pumpálásához, nagyfeszültségű röntgenrendszerekben , folyadékkristályos kijelzők háttérvilágításában , utazóhullámú lámpákban , ionszivattyúkban , elektrosztatikus rendszerekben, légionizátorokban , részecskékben . gyorsítók , fénymásolók, oszcilloszkópok , televíziók és sok más olyan eszköz, ahol állandó nagyfeszültségre van szükség kis áramerősség mellett.

Létrehozási előzmények

Az ilyen típusú szorzók sematikus diagramját Heinrich Greinacher svájci fizikus dolgozta ki 1919 -ben [1] .

1932 - ben Nagy - Britanniában létrehoztak egy feszültségsokszorozót , amelyet nagyfeszültségű feszültségforrásként használnak egy részecskegyorsítóban , amelyet az atommagok mesterséges hasadásának kísérletére terveztek. 1932-ben, a Szovjetunióban először, a Harkovi Fizikai és Technológiai Intézetben végezték el ugyanezt a kísérletet [1 ] .

Lásd még

Jegyzetek

↑ 1 2 3 Kaszkád generátor . Letöltve: 2016. június 19. Az eredetiből archiválva : 2016. március 11. (határozatlan)