Э и ЭЭ Сх. умнож. напряж. 24.10.2006 12

Схемы умножения напряжения. Слайд 1. Всего 12.
СХЕМЫ УМНОЖЕНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 2. Всего 12.
Несимметричная схема умножения первого типа
~u1
~u2
C1
+
C3
U2m
+
+
C2
+
VD1
VD2
Cn
3U2m
2U2m
VD3
+
C4
+
VD4
nU2m
4U2m
VDn
Однофазные несимметричные схемы – последовательное
соединение нескольких однотактных схем выпрямления с ёмкостной
реакцией. В схеме каждый последующий конденсатор заражается до
более высокого напряжения. Очевидно, что каждый последующий
конденсатор должен быть выбран на более высокое напряжение.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 3. Всего 12.
~u1
~u2
C1
+
C3
U2m
+
+
C2
+
VD1
VD2
Cn
3U2m
2U2m
VD3
+
C4
+
VD4
nU2m
4U2m
VDn
1. C1
b  VD1  C1  a
UC1 = U2m
2. C2
a  C1  VD2  C2 
UC2 = U2m + UC1 = 2 U2m
3. C3
b  C2  VD3  C3  a
UC3 = U2m + UC2 = 3 U2m
------------------U = UCn = n U2m
В схеме имеется набор напряжений (UC1 = U2m, UC2 = 2 U2m,
UC3 = 3 U2m …). Необходимое высокое напряжение снимается с
одного конденсатора Сn.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 4. Всего 12.
Несимметричная схема умножения второго типа
В этой схеме напряжение на каждом из конденсаторов равно
удвоенной амплитуде напряжения на вторичной обмотке
трансформатора.
3U2m
U2m
~u1
2U2m
C1
C3
+
+
~u2
+
3U2m
C2
C4
+
+
2U2m
2U2m
4U2m
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 5. Всего 12.
3U2m
U2m
~u1
2U2m
C1
C3
+
+
~u2
+
3U2m
C2
C4
+
+
2U2m
2U2m
4U2m
1. В первый полупериод: b  VD1  C1  a
UC1 = U2m.
Для остальной части схемы открытый диод VD1 является
закороткой (имеет очень маленькое сопротивление) и ток в остальную
часть схемы не пойдёт.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 6. Всего 12.
3U2m
U2m
~u1
2U2m
C1
C3
+
+
~u2
+
3U2m
C2
C4
+
+
2U2m
2U2m
4U2m
2. Во второй полупериод: a  C1  VD2  C2  b
UC2 = 2 U2m, так как
напряжение вторичной обмотки включено согласно с напряжением на
конденсаторе С1.
Для оставшейся правой части цепи диод VD2 будет являться закороткой и
ток в неё не пойдёт.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 7. Всего 12.
3U2m
U2m
~u1
2U2m
C1
C3
+
+
~u2
+
3U2m
C2
C4
+
+
2U2m
2U2m
4U2m
3. В третий полупериод через диод VD3 заряжается конденсатор
С3. Он зарядится до напряжения
U C 3  U C1  U 2 m  U C 2  U 2 m  U 2 m  2U 2 m  U 2 m
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 8. Всего 12.
Остальные конденсаторы тоже заряжаются до напряжения U2m.
В данной схеме умноженное напряжение снимается не с одного,
а с нескольких конденсаторов.
В схемах умножения при росте тока нагрузки выходное
напряжение быстро уменьшается, т.е. внешняя характеристика
имеет резко падающий характер.
Частота пульсаций в двух вышеприведённых схемах равна частоте
питающей сети (например, 50 Гц).
Напряжение на последнем конденсаторе каждой из
рассмотренных схем появится только после того полупериода
напряжения вторичной обмотки трансформатора, который
соответствует коэффициенту умножения n, т.е. через время
Т – период выпрямленного напряжения.
Это надо учитывать при работе выпрямителя на импульсное
устройство, полностью разряжающее конденсаторы выпрямителя.
В этом случае период повторения импульсов тока нагрузки не
может быть меньше времени, необходимого для заряда последнего
конденсатора.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 9. Всего 12.
Схема удвоения напряжения
Схема удвоения напряжения представляет собой мостовую
схему, у которой в два плеча включены диоды VD1 и VD2, а в
другие два леча включены конденсаторы С1 и С2. К одной
диагонали моста подключена вторичная обмотка трансформатора,
а к другой – нагрузка.
VD1
~u1
C1 +
~u2
+
RH
C2
+
VD2
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 10. Всего 12.
VD1
~u1
C1 +
~u2
+
RH
C2
+
VD2
UC1 = U2m
UC2 = U2m
U0 = UH = 2U2m
В первый полупериод заряжается С1, а во второй С2.
Конденсаторы по отношении к нагрузке включены
последовательно
(u0 = uC1 + uC2).
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 11. Всего 12.
VD1
~u1
C1 +
~u2
+
RH
C2
+
VD2
Так как конденсаторы С1 и С2 заряжаются со сдвигом о фазе на
половину периода, то суммарное напряжение пульсирует с двойной
частотой (m = 2). Тогда и частота первой гармоники равна удвоенной
частоте напряжения питающей сети.
Ток во вторичной обмотке трансформатора в различные
полупериоды имеет противоположное направление и постоянная
составляющая тока во вторичной обмотке равна нулю.
Поскольку конденсаторы С1 и С2 являются элементами схемы
выпрямления, работа выпрямителя возможна лишь на нагрузку
ёмкостного характера.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Схемы умножения напряжения. Слайд 12. Всего 12.
Недостатком всех схем умножения напряжения является
большое внутреннее сопротивление, так как эти схемы образуются
последовательным соединением отдельных схем выпрямления,
питаемых от одной вторичной обмотки трансформатора.
Внешние характеристики умножителей напряжения являются
крутопадющими.
UH
0
Автор Останин Б.П.
IH
Конец слайда