מכפילי מתח. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מכפילי מתח

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

המאמר מתאר את האפשרויות העיקריות למכפילי מתח המשמשים במגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים ומספק יחסים מחושבים. חומר זה יעניין את חובבי הרדיו העוסקים בפיתוח ציוד העושה שימוש במכפילים.

מכפילים נמצאים בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים מודרניים. הם משמשים בטלוויזיה ובציוד רפואי (מקורות מתח אנודה לצינורות תמונה, אספקת חשמל ללייזרים בעלי הספק נמוך), בציוד מדידה (אוסצילוסקופים, מכשירים למדידת רמת ומינוני קרינה רדיואקטיבית), במכשירי ראיית לילה ומכשירי הלם אלקטרו. , מכשירים אלקטרוניים לבית ולמשרד (מייננים, "הנברשת של צ'יז'בסקי", מכונות צילום) ותחומי טכנולוגיה רבים אחרים. זה קרה הודות למאפיינים העיקריים של מכפילים - היכולת לייצר מתח גבוה, עד כמה עשרות ומאות אלפי וולט, מתח עם מימדים ומשקל קטנים. יתרון חשוב נוסף הוא קלות החישוב והייצור שלהם.

מכפיל מתח מורכב מדיודות וקבלים המחוברים בצורה מסוימת ומהווה ממיר של מתח זרם חילופין ממקור מתח נמוך לזרם ישר במתח גבוה.

עקרון פעולתו ברור מאיור. 1, המציג את המעגל של מכפיל חצי גל. הבה נבחן את התהליכים המתרחשים בו צעד אחר צעד.

מכפילי מתח

במהלך המתח השלילי של חצי מחזור, הקבל C1 נטען דרך הדיודה הפתוחה VD1 לערך המשרעת של המתח המופעל U. כאשר מתח חצי מחזור חיובי מופעל על כניסת המכפיל, הקבל C2 נטען דרך הדיודה הפתוחה VD2 למתח של 2Ua. בשלב הבא - חצי המחזור השלילי - נטען הקבל C3 דרך דיודה VD2 למתח של 3U. ולבסוף, במהלך חצי המחזור החיובי הבא, הקבל C2 נטען למתח של 4U.

ברור שהמכפיל מופעל על פני מספר תקופות של מתח חילופין. מתח המוצא הקבוע הוא סכום המתחים על הקבלים C2 ו-C4 המחוברים בסדרה ונטענים כל הזמן ומסתכם ב-4Ua.

מוצג באיור. מכפיל 1 מתייחס למכפילים סדרתיים. ישנם גם מכפילי מתח מקבילים הדורשים פחות קיבולת קבלים לכל שלב מכפיל. באיור. איור 2 מציג תרשים של מכפיל חצי גל כזה.

מכפילי מתח

הנפוצים ביותר הם מכפילים טוריים. הם אוניברסליים יותר, המתח על הדיודות והקבלים מופץ באופן שווה, וניתן ליישם מספר גדול יותר של שלבי הכפל. למכפילים מקבילים יש גם יתרונות. עם זאת, החיסרון שלהם, כמו עלייה במתח על הקבלים עם עלייה במספר שלבי הכפל, מגביל את השימוש בהם למתח מוצא של כ-20 קילו וולט.

באיור. איורים 3 ו-4 מציגים מעגלים של מכפילי גל מלא. היתרונות של הראשון (איור 3) כוללים את הדברים הבאים: רק מתח משרעת מופעל על הקבלים C1, C3, העומס על הדיודות אחיד, ויציבות טובה של מתח המוצא מושגת. המכפיל השני, שהמעגל שלו מוצג באיור. 4. הם נבדלים על ידי תכונות כגון היכולת לספק כוח גבוה, קלות ייצור, חלוקת עומס אחידה בין רכיבים, ומספר רב של שלבי הכפל.

מכפילי מתח

הטבלה מציגה ערכי פרמטרים אופייניים ואת היקף היישום של מכפילי מתח.

מכפילי מתח

בעת חישוב מכפיל, עליך להגדיר את הפרמטרים העיקריים שלו: מתח מוצא, הספק מוצא, מתח AC כניסה, מידות נדרשות, תנאי הפעלה (טמפרטורה, לחות).

בנוסף, יש צורך לקחת בחשבון כמה הגבלות: מתח הכניסה יכול להיות לא יותר מ 15 קילו וולט, תדירות מתח חילופין מוגבלת בתוך 5 ... 100 קילו-הרץ. מתח מוצא - לא יותר מ 150 קילו וולט, טווח טמפרטורת הפעלה בין -55 ל +125 * C, ולחות - 0...100%. בפועל, מפותחים ומשמשים מכפילים עם הספק מוצא של עד 50 W, אם כי ערכים של 200 W או יותר ניתנים למעשה להשגה.

מתח המוצא של המכפיל תלוי בזרם העומס. בתנאי שמתח הכניסה והתדר קבועים, הוא נקבע לפי הנוסחה: Uout = N · Nin - [1 (N3 + 9N2/4 + N/2)]/12FC, כאשר I הוא זרם העומס. א; N הוא מספר שלבי המכפיל; F - תדר מתח כניסה. הרץ; C הוא הקיבול של קבל הבמה, f. הגדרת מתח המוצא, זרם. תדירות ומספר שלבים, ממנו מחושב הקיבול הנדרש של קבל הבמה.

נוסחה זו ניתנת לחישוב המכפיל הסדרתי. במקביל, כדי להשיג את אותו זרם מוצא, הקיבול הנדרש קטן יותר. לכן, אם לקבל הסדרתי יש קיבול של 1000 pF, אז מכפיל מקביל תלת שלבי ידרוש קיבול של 1000 pF / 3 = 333 pF. בכל שלב עוקב של מכפיל כזה, יש להשתמש בקבלים עם מתח מדורג גבוה יותר.

המתח ההפוך על הדיודות ומתח הפעולה של הקבלים במכפיל הסדרה שווים לתנופה המלאה של מתח הכניסה.

בעת יישום מכפיל בפועל, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לבחירת האלמנטים שלו, מיקומם וחומרי בידוד. התכנון חייב לספק בידוד אמין כדי למנוע התרחשות של פריקת קורונה, אשר מפחיתה את אמינות המכפיל ומובילה לכישלונו.

אם יש צורך לשנות את הקוטביות של מתח המוצא, יש להפוך את הקוטביות של הדיודות.

מחבר: D.Sadchenkov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מאזניים עם אינטליגנציה 28.10.2008

מהנדסים גרמנים יצרו מאזניים שמזהים בעצמם איזה פרי הם שמים עליהם.

על מנת לשקול פירות או ירקות בחנות לשירות עצמי, צריך לדעת את הקוד שלהם - רק לאחר לחיצה על הכפתור הנכון, המאזניים ידפיסו פיסת נייר עם מחיר. איפשהו המוכר עוסק בזה, אבל איפשהו זה הצטמצם והקונה עצמו צריך לחפש את הקוד.

איזון שנוצר במכון פראונהופר לעיבוד נתונים ומידע יכול לפתור את הבעיה. לשם כך הם מחוברים למצלמת וידאו, ובמוח האלקטרוני מוטבעת תוכנה לזיהוי פירות וירקות בהתאם למאגר הנתונים שהוזן קודם לכן. כתוצאה מכך, אם אדם קונה עגבניות, אז הקשקשים יציעו לו כמה כפתורים עם עגבניות ואף אחד עם פלפל מתוק, לא משנה כמה הם אדומים.

"במבט ראשון אולי נראה שמדובר במשימה פשוטה", אומר סשה ווט, ראש העבודה. "עם זאת, פירות וירקות משתנים מאוד בצורתם ובצבעם. אפילו בננות יכולות להיות ירוקות, צהובות וחום מנומר. על מגוון הצבעים של תפוחים "האלגוריתם שלנו יציב מאוד נגד תנודות צבע ואור והוא מזהה היטב את המוצר המוצב על המאזניים. כעת הם נבדקים ב-300 סופרמרקטים באירופה".

עוד חדשות מעניינות:

▪ כנפי פרפר מתקררות

▪ רדיו LTE Motorola TLK110 Wave

▪ מוניטור לעיוורים

▪ Lifebook T4210

▪ Axis M3027-PVE - מצלמה פנורמית למעקב וידאו חיצוני

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מוזיקאי. בחירת מאמרים

▪ מאמר דעות קדומות בורגניות. ביטוי עממי

▪ מאמר מה נחקר בניסוי המעבדה הרציף הארוך ביותר בהיסטוריה? תשובה מפורטת

▪ מאמר נהג רכבת. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה