電圧乗数。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

倍率器

無料のテクニカルライブラリ

この記事では、さまざまな電子機器で使用される電圧マルチプライヤの主なオプションについて説明し、計算された比率を示します。この資料は、乗算器を使用する機器の開発に携わるアマチュア無線家にとって興味深いものです。

乗算器は現代の電子機器で広く使用されています。これらは、テレビおよび医療機器 (受像管の陽極電圧源、低出力レーザーの電源)、測定機器 (オシロスコープ、放射線のレベルと線量を測定する機器)、暗視装置および電気ショック装置で使用されます。、家庭用およびオフィス用電子機器（イオナイザー、「チジェフスキーのシャンデリア」、コピー機）および他の多くの技術分野。これは、乗算器の主な特性、つまり小さな寸法と重量で最大数万ボルト、数十万ボルトの高電圧を生成する能力のおかげで起こりました。もう XNUMX つの重要な利点は、計算と製造が容易なことです。

電圧増倍器は、特定の方法で接続されたダイオードとコンデンサで構成され、低電圧電源からの交流電圧を高電圧直流に変換するコンバータです。

その動作原理は図から明らかです。図１は、半波長乗算器の回路を示す。その中で発生するプロセスを段階的に見てみましょう。

倍率器

負の半サイクル電圧の間、コンデンサ C1 はオープンダイオード VD1 を介して印加電圧 U の振幅値まで充電されます。正の半サイクル電圧が乗算器の入力に印加されると、コンデンサ C2 はオープンダイオード VD2 を介して充電されます。 2Uaの電圧まで。次の段階 (負の半サイクル) では、コンデンサ C3 がダイオード VD2 を介して 3U の電圧まで充電されます。そして最後に、次の正の半サイクル中に、コンデンサ C2 が 4U の電圧に充電されます。

明らかに、乗算器は交流電圧の数周期にわたって起動します。一定の出力電圧は、直列接続され、常に再充電されているコンデンサ C2 と C4 の電圧の合計で、4Ua になります。

図に示されています。 1 乗算器はシリアル乗算器を指します。また、乗算段ごとに必要なコンデンサ容量が少ない並列電圧乗算器もあります。図では、図 2 は、そのような半波長乗算器の図を示しています。

倍率器

最も一般的に使用されるのはシリアル乗算器です。それらはより汎用的であり、ダイオードとコンデンサの電圧は均等に分配され、より多くの乗算段を実装できます。並列乗算器にも利点があります。ただし、乗算段数の増加に伴うコンデンサの電圧の増加などの欠点により、その使用は出力電圧約 20 kV に制限されます。

図では、図3と図4に全波逓倍器の回路を示します。 3 つ目 (図 1) の利点は次のとおりです。コンデンサ C3、C4 には振幅電圧のみが印加され、ダイオードの負荷は均一であり、出力電圧の良好な安定性が実現されます。 XNUMX 番目の乗算器の回路を図に示します。 XNUMX. これらは、高出力を提供する能力、製造の容易さ、コンポーネント間の均一な負荷分散、および多数の乗算ステージなどの品質によって区別されます。

倍率器

この表は、代表的なパラメータ値と電圧乗算器の適用範囲を示しています。

倍率器

乗数を計算するときは、出力電圧、出力電力、入力AC電圧、必要な寸法、動作条件（温度、湿度）などの主要パラメータを設定する必要があります。

さらに、いくつかの制限を考慮する必要があります。入力電圧は 15 kV 以下、交流電圧の周波数は 5 ～ 100 kHz 以内に制限されます。出力電圧 - 150 kV 以下、動作温度範囲 -55 ～ +125 * C、湿度 - 0 ～ 100%。実際には、出力電力が最大 50 W の乗算器が開発および使用されていますが、実際には 200 W 以上の値も達成可能です。

マルチプライヤの出力電圧は負荷電流に依存します。入力電圧と周波数が一定であるとすると、Uout = N · Nin - [1 (N3 + 9N2/4 + N/2)]/12FC という式で決まります。ここで、I は負荷電流です。 A; N は乗算器の段数です。 F - 入力電圧周波数。 Hz; C はステージコンデンサ f の静電容量です。出力電圧、電流を設定します。周波数と段数から、必要な段コンデンサの静電容量が計算されます。

この式はシリアル乗数を計算するために与えられます。並列で同じ出力電流を得るために必要な静電容量は小さくなります。したがって、直列コンデンサの静電容量が 1000 pF の場合、1000 段並列乗算器には 3 pF / 333 = XNUMX pF の静電容量が必要になります。このような乗算器の後続の各段では、より高い定格電圧のコンデンサを使用する必要があります。

ダイオードの逆電圧と直列乗算器のコンデンサの動作電圧は、入力電圧のフルスイングに等しくなります。

実際に乗算器を実装する場合は、その要素の選択、配置、絶縁材料に特別な注意を払う必要があります。設計では、乗算器の信頼性を低下させ、故障につながるコロナ放電の発生を避けるために、信頼性の高い絶縁を提供する必要があります。

出力電圧の極性を変更する必要がある場合は、ダイオードの極性を逆にする必要があります。

著者: D.サドチェンコフ、モスクワ

他の記事も見る セクションアマチュア無線デザイナー.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

交通騒音がヒナの成長を遅らせる 06.05.2024

現代の都市で私たちを取り囲む音は、ますます突き刺さるようになっています。しかし、この騒音が動物界、特に卵から孵化していないひよこのような繊細な生き物にどのような影響を与えるかを考える人はほとんどいません。最近の研究はこの問題に光を当てており、彼らの発達と生存に深刻な影響を与えることを示しています。科学者らは、シマウマダイヤモンドバックのヒナが交通騒音にさらされると、発育に深刻な混乱を引き起こす可能性があることを発見しました。実験によると、騒音公害によって孵化が大幅に遅れる可能性があり、孵化した雛は健康増進に関わる多くの問題に直面している。研究者らはまた、騒音公害の悪影響が成鳥にも及ぶことを発見した。生殖の機会の減少と生殖能力の低下は、交通騒音が野生動物に長期的な影響を与えることを示しています。研究結果はその必要性を浮き彫りにしている ... >>

ワイヤレススピーカー Samsung ミュージックフレーム HW-LS60D 06.05.2024

現代のオーディオ技術の世界では、メーカーは完璧な音質を追求するだけでなく、機能性と美しさを組み合わせるためにも努力しています。この方向への最新の革新的なステップの 60 つは、2024 World of Samsung イベントで発表された新しい Samsung Music Frame HW-LS60D ワイヤレススピーカーシステムです。 Samsung HW-LS6D は単なるスピーカーシステムではなく、フレームスタイルサウンドの芸術品です。 Dolby Atmos対応の5.2スピーカーシステムとスタイリッシュなフォトフレームデザインの組み合わせにより、インテリアに最適な製品です。新しい Samsung Music Frame は、あらゆる音量レベルでクリアな対話を実現するアダプティブオーディオや、豊かなオーディオを再生するための自動ルーム最適化などの高度なテクノロジーを備えています。 Spotify、Tidal Hi-Fi、Bluetooth XNUMX 接続のサポート、およびスマートアシスタントの統合により、このスピーカーはあなたのニーズを満たす準備ができています。 ... >>

光信号を制御および操作する新しい方法 05.05.2024

現代の科学技術は急速に発展しており、日々新しい手法や技術が登場し、さまざまな分野で新たな可能性を切り開いています。そのような革新の 1 つは、ドイツの科学者による光信号を制御する新しい方法の開発であり、これはフォトニクス分野での大きな進歩につながる可能性があります。最近の研究により、ドイツの科学者は石英ガラス導波管内に調整可能な波長板を作成することができました。液晶層の使用に基づくこの方法により、導波路を通過する光の偏光を効果的に変化させることができる。この技術的進歩により、大量のデータを処理できるコンパクトで効率的なフォトニックデバイスの開発に新たな展望が開かれます。新しい方法によって提供される偏光の電気光学制御は、新しいクラスの集積フォトニックデバイスの基礎を提供する可能性があります。これにより、次のような大きな機会が開かれます ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

メールボックスは細菌を殺します 22.12.2002

昨年の炭疽菌の話の後、多くのアメリカ人が恐怖でメールボックスに近づきました。

フロリダ出身の発明家フリッツ・ブラウンは、彼らを恐怖から救おうとしています。彼は小さな会社を設立し、アメリカのすべての家庭の道路脇にある標準的な郵便受けに、手術用の縫合糸や包帯を殺菌するために使用されるタイプの紫外線ランプを XNUMX 台製造しました。

紫外線は封筒の表面のすべての微生物を殺すだけでなく、オゾンを生成し、紙を透過して炭疽菌の胞子を6時間で消毒します（実験はブラジルの研究所のXNUMXつで行われました-どうやら、何もありませんでした米国でリスクを冒すことを厭わない人々)。

郵政公社がデザインを承認した場合、テロ対策メールボックスはそれぞれ 300 ドルから 400 ドルで販売される予定です。

その他の興味深いニュース:

▪ レンズ Leica Vario-Elmarit-SL 24-70 f/2.8 ASPH

▪ オルガネラによる実験動物の置換

▪ アスピリンは死の元凶

▪ MusicDNA - MP3 の後継

▪ DaVinci プロセッサ用の新しいデバッグプラットフォーム

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトの安全な生活の基本 (OBZhD) セクション。記事の選択

▪ 記事自宅でキノコを育てる。図面、説明

▪ 記事世界の他の国々とは異なるライフリングを備えた武器を製造している国はどこですか? 詳細な回答

▪ 記事協会の会長。仕事内容