Схема утроения напряжения: Умножители напряжения на диодах — схемы включения, варианты подключения, утроители, умножители на 4, 5, 6, 8 | РадиоДом

Умножители напряжения на диодах — схемы включения, варианты подключения, утроители, умножители на 4, 5, 6, 8 | РадиоДом

Умножитель напряжения — схема выпрямителя особого типа, амплитуда напряжение на выходе которой теоретически в целое число раз выше, чем на входе. То есть, с помощью удвоителя напряжения можно получить 200 вольт постоянного тока из 100 вольт переменного тока источника, а с помощью умножителя на восемь — 800 вольт постоянного. Это если не учитывать падение напряжения на диодах (0,7 вольт на каждом).
В практике на схемах любая нагрузка будет немного уменьшенной от полученных расчетов. Умножитель содержит в себе конденсаторы и диоды. Нагрузочная способность умножителя пропорциональна частоте, величине емкости входящих в его состав конденсаторов и обратно пропорциональна количеству звеньев.

1. Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Примечание: отличная нагрузочная способность.

2. Несимметричный умножитель напряжения (Кокрофта-Уолтона)

Примечание: универсальность.
Генераторы Кокрофта-Уолтона применяются во многих областях техники, в частности, в лазерных системах, в источниках высокого напряжения, в системах рентгеновского излучения, подсветке жидкокристаллических экранов, лампах бегущей волны, ионных насосах, электростатических системах, ионизаторах воздуха, ускорителях частиц, копировальных аппаратах, осциллографах, телевизорах и во многих других устройствах, где необходимо одновременно высокое напряжение и постоянный ток.

3. Утроитель, 1-й вариант

Отличная нагрузочная способность.

4. Утроитель, 2-й вариант

Отличная нагрузочная способность.

5. Утроитель, 3-й вариант

Отличная нагрузочная способность.

6. Умножитель на 4, 1-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.

7. Умножитель на 4, 2-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.

8. Умножитель на 4, 3-й вариант

Симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

9. Умножитель на 5

Отличная нагрузочная способность.

10. Умножитель на 6, вариант первый

отличная  нагрузочная способность.

11. Умножитель на 6, вариант второй

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

12. Умножитель на 8, первая схема подключения

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность.

13. Умножитель на 8, вторая схема подключения

Симметричная схема, отличная нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

14. Умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда

Превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене.

15. Умножитель со ступенчатой нагрузочной способностью

Нагрузочная характеристика имеет две области — область низкой мощности – в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности – при выходном напряжении ниже U.

16. Выпрямитель с вольт добавкой

Наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания.

17. Умножитель из диодных мостов

Хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов. На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено.

Умножитель напряжения ⋆ diodov.net

При изготовлении электронных устройств, в частности блоков питания, в некоторых случаях возникает необходимость иметь выпрямленное напряжение большей величины, чем на клеммах вторичной обмотке трансформатора или в розетке 220 В. Например, после выпрямления сетевого напряжения 220 В на фильтрующем конденсаторе при очень малой нагрузке можно получить максимум амплитудное значение переменного напряжения 311 В. Следовательно конденсатор зарядится до указанного значения. Однако применяя умножитель напряжения можно повысить его до 1000 В и более.

Удвоитель напряжения

Схема умножителя напряжения может выполняться в нескольких вариантах, одна принцип действия всех их заключается в следующем. В разные полупериоды переменного тока происходит поочередно зарядка нескольких конденсаторов, а суммарное напряжение на них превышает амплитудное значение на обмотке. Таким образом, за счет увеличения числа конденсаторов и, как далее будет видно, количества диодов, получают напряжение в несколько раз превышающее величину подведенного.

Теперь давайте рассмотрим конкретные примеры и схемные решения.

Схема двухполупериодного умножителя состоит из двух диодов и двух конденсаторов, подключенных со стороны вторичной обмотки трансформатора.

Пусть в начальный момент потенциалы на обмотке имеют такие знаки, что ток протекает от точки 1 к точке 2. Проследим дальнейший путь тока. Он протекает через конденсатор C2, заряжая его, и возвращается к обмотке через диод VD2. В следующий полупериод ЭДС во вторичной обмотке направлена от точки 2 к 1 и через диод VD1 происходит зарядка конденсатора C1 до того же значения, что и С2. Таким образом, за счет последовательного соединения двух конденсаторов C1 и C2 на сопротивлении нагрузки получается удвоенное напряжение.

Если измерить значение переменного напряжения на обмотке и постоянное на одном из конденсаторов, то они буде отличаться почти в 1,41 раза. Например при действующем значении на вторичной обмотке, равном 10 В, на конденсаторе будет приблизительно 14 В. Это поясняется тем, что конденсатор заряжается до амплитудного, а не до действующего значения переменного напряжения. А амплитудное значения, как известно в 1,41 раза выше действующего. К тому же мультиметром возможно измерить лишь действующие значения переменных величин.

Рассмотрим еще один вариант. Здесь для умножения напряжения используется несколько иной подход. Когда потенциал точки 2 выше потенциал т.1 под действием протекающего тока заряжается конденсатор С1, а цепь замыкается через VD2.

После изменения направления тока, вторичная обмотка W2 и конденсатор С1 можно представить, как два последовательно соединенные источника питания с равными значениями амплитуды, поэтому конденсатор С2 зарядится до их суммарного напряжения, т.е. на его обкладках оно будет в два раза больше, чем на выводах вторичной обмотки. Во время тога, как конденсатор С2 будет заряжаться, С1 наоборот, будет разряжаться. Затем все повторится снова.

Умножитель напряжения многократный

Процессы в схеме утроения напряжения протекают в такой последовательности: сначала заряжаются конденсаторы С1 и С3 через сопротивление R и соответствующие диоды VD1 и VD3. В следующий полупериод С2 через VD2 заряжается до удвоенного напряжения (С1 + обмотка) и на сопротивлении нагрузки получается утроенное значение.

Больший интерес имеет следующий умножитель напряжения. Рассмотрим принцип его работы. Когда потенциал точки 1 положителен относительно точки 2 ток протекает по пути через VD1 и С1 заряжая конденсатор.

В следующий полупериод, когда ток изменил свое направление, заряжается второй конденсатор через второй диод до величины, равного сумме напряжений на С1 и обмотке трансформатора. При этом С1 разрядится. В третий полупериод, когда первый конденсатор снова начнет заряжаться, С2 через третий диод разрядится на С3, зарядив его до двойного значения относительно выводов обмотки.

К концу третьего полупериода на нагрузку будет подано суммарное напряжение заряженных конденсаторов С1 и С3, т. е. примерно утроенное значение.

Если данную схему применить без трансформатора, непосредственно подключить к 220 В, то на выходе получим приблизительно 930 В.

По аналогии с рассмотренными схемами могут быть построены схемы с большей кратностью умножения. Но следует помнить, что с увеличением числа умножений по причине большего содержание в схеме диодов и конденсаторов возрастает внутренне сопротивление выпрямителя, что приводит к дополнительной просадке напряжения.

Схемы с умножением напряжения применяются для питания малой нагрузки, т.е. сопротивление нагрузки должно быть высоким. В противном случае нужно использовать неполярные конденсаторы большой емкости, рассчитанные на высокое напряжение. Это связано с тем, что при значительном токе нагрузки конденсаторы будут быстро разряжаться, что вызовет недопустимо большие пульсации на нагрузке.

Изготавливая умножитель напряжения, следует всегда помнить о том, что конденсаторы и диоды должны быть рассчитаны на соответствующие напряжения.

Еще статьи по данной теме

Умножители напряжения — теория, практика, схемы

При необходимости получения постоянных напряжений, кратных по величине питающему их переменному напряжению питания, во многих областях радиотехники находят применение выпрямители с умножением напряжения (УН). Они подразделяются на однополупериодные и двухполупериодные, последовательного и параллельного типов.

Схема однополупериодного выпрямителя

На рис.1 показана схема однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения. Схема может применяться как самостоятельно, так и в качестве составляющего элемента многозвенных умножителей последовательного типа.

Рис. 1. Схема однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения.

На рис.2 показана параллельная схема двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения (схема Латура). Данный УН как выпрямитель можно рассматривать как два однополупериодных, включенных (вторичная обмотка трансформатора Т1 — диод VD1 — конденсаторы С1, С3; вторичная обмотка трансформатора — диод VD2 конденсаторы С2, С4) последовательно. Удвоенное напряжение на его выходе получается в результате сложения раздельно выпрямленных разнополярных напряжений.

Рис. 2. Параллельная схема двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения (схема Латура).

Последовательный многозвенный однополупериодный выпрямитель

Последовательный многозвенный однополупериодный выпрямитель (рис.3) с умножением напряжения чаще всего применяется при малых (до 10…15 мА) токах нагрузки.

Его схема состоит из однополупериодных выпрямителей — звеньев, в следующем алгоритме — одно звено (диод и конденсатор) — просто од-нополупериодный выпрямитель, состоящий из диода и конденсатора (выпрямителя и фильтра), два звена — умножитель напряжения в два раза, три — в три раза и т.д.

Величины емкости каждого звена в большинстве случаев одинаковы и зависят от частоты питающего УН напряжения и тока потребления [9].

Рис. 3. Схема многозвенного однополупериодного умножителя напряжения.

Физические процессы увеличения напряжения в многозвенном однополупериодном (рис.3) УН удобно рассматривать при подаче на него переменного синусоидального напряжения. Работает УН следующим образом.

При положительной полуволне напряжения на нижнем выводе вторичной обмотки Т1 через диод VD1 течет ток, заряжая конденсатор С1 до амплитудного значения.

При положительной полуволне питающего напряжения на нижнем выводе вторичной обмотки Т1 к аноду VD2 прикладываются сумма напряжений на вторичной обмотке и напряжение на конденсаторе С1; в результате чего через VD2 проходит ток, потенциал правой обкладки С2 относительно общего провода увеличивается до удвоенного входного напряжения и т.д. Отсюда следует, что чем больше звеньев, тем большее постоянное напряжение (теоретически) можно получить от УН.

Для правильного понимания образования и распределения потенциалов, возникающих на радиоэлементах при работе УН, предположим, что один входной импульс (ВИ) полностью заряжает конденсатор С1 (рис.3) до напряжения +U.

Представим второй положительный импульс, возникающий на верхнем выводе Т1 и поступающий на левую по схеме рис.3 обкладку С1 так же в виде заряженного до напряжения +U конденсатора (Си).

Их совместное соединение (рис.4) примет вид последовательно соединенных конденсаторов. Потенциал на С1 относительно общего провода увеличится до +2U, VD2 откроется, и до +2U зарядится конденсатор С2.

Рис. 4. Схема умножителя напряжения.

При появлении импульса величиной +U на нижнем выводе Т1 и суммировании его аналогичным образом с напряжением +2U на конденсаторе С2, через открывшийся VD3 на C3 появится напряжение +3U и т.д.

Из приводимых рассуждений можно сделать вывод, что величина напряжения относительно «общего» провода (рис.3) только на С1 будет равна амплитудному значению входного напряжения, т.е. +U, на всех же остальных конденсаторах умножителя напряжение будет ступенчато увеличиваться с шагом +2U.

Однако для правильного выбора рабочего напряжения используемых в УН конденсаторов имеет значение не напряжение на них относительно «общего» провода, а напряжение, приложенное к их собственным выводам. Это напряжение только на С1 равно +U, а для всех остальных оно независимо от ступени умножения равно +2U.

Теперь представим окончание времени действия импульса ВИ, как замыкание конденсатора Си (рис.4) перемычкой (S1). Очевидно, что в результате замыкания потенциал на аноде VD2 понизится до величины +U, а к катоду будет приложен потенциал 2U. Диод VD2 окажется закрытым обратным напряжением 2U-U=U.

Отсюда можно сделать вывод, что к каждому диоду УН относительно собственных электродов приложено обратное напряжение, не больше амплитудного значения импульса напряжения питания. Для выходного же напряжения УН все диоды включены последовательно.

Практические схемы УН для КВ и УКВ

Радиолюбителям-коротковолновикам, занимающимся самостоятельным изготовлением радиоаппаратуры, знакома проблема изготовления хорошего силового трансформатора для выходного каскада передатчика или трансивера.

Эту проблему поможет решить схема, показанная на рис.2. Достоинством практической реализации является использование готового, не дефици

УМНОЖИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Как удвоить напряжение с трансформатора просто

Если у вас имеется трансформатор с низким напряжением и вам необходимо «выжать» из него в два раза больше, то нет никаких проблем. Всего 4 элемента нужно чтобы выпрямить выходное напряжение с него и одновременно удвоить. Схема стара как мир, но многие о ней не знают.

Понадобится

• Два диода 4007.
• Два конденсатора 2200 мкФ 25 В.

Изготовление удвоителя напряжения

Припаиваем конденсаторы последовательно друг к другу: плюс к минусу.

Также припаиваем диоды последовательно друг к другу: анод к катоду. И спаиваем эти две пары паралельно друг другу.

Схематично все это выглядит так:

Подключаем наш удвоитель к трансформатору.

Значение переменного напряжение с которого равно примерно 11,5 В. А с выхода удвоителя уже выходит примерно 30 В постоянного напряжения.

Для тех кто не понял как 11,5 В превратились в 30 поясняю: 11,5 В это переменное напряжение которое измеряется по среднеквадратическому значению. После выпрямления оно бут равно примерно 14,4 В. А после удвоения примерно 29-30 В, учитывая погрешность измерения и отсутствие нагрузки.
При использовании данной схемы, так же учитывайте, что ток на трансформатор также удваивается. И если нагрузка потребляет примерно 0,2 Ампер, ток на низковольтной обмотке трансформатора будет равен 0,4 Ампер.

Смотрите видео

Шокер на УН (Умножитель напряжения) схема — 5 Апреля 2014 — Электрошокер

Шокер на ун.

Данный вид шокера довольно прост в изготовлении и поэтому любим новичками. Так же его любят те кто гонится за мощностью на выходе. Потерь на умножители почти нет и лампочка от него, при хорошем питании, светится очень ярко. У злого шокера, за счет незначительных потерь на проводах вторички, при том же инверторе и том же питании мощность чуть ниже. На это и склоняются придурки с чушокера, поливая злой шокер и автора. При малых размерах, с использованием аккумуляторов lipo, можно добиться высоких мощностей.

Искра на выходе яркая, голубовато-белая, с очень резким треском. Как психологическое оружие и отпугиватель собак зарекомендовал себя с самой лучшей стороны. И действительно, самому становится страшно, когда видишь такие искры.

А теперь немного познавательной инфы для ебланушек с чушокера. Их любимый умножитель рис 3. (ниже) с капами 2200 * 6кв. Имеет следующие показатели импульса —  5.8мкс при пике 5 кв. Замеры проводил urez83.

Теперь давайте рассмотрим отрицательные стороны шокеров на ун.

1. Параметры импульса полностью зависят от расстояния. Ближе электроды к тушке — выше частота, слабее импульс. На голое тело без дополнительного разрядника вообще не ощущается.

2. Очень короткий импульс. Всего 5 мкс 10 кв..и это при зазоре 0.5 см!!!! Замеры проводил Urez83

3. На высоких частотах жжет кожу, не оказывая воздействия на глубокие ткани. Создает довольно сильные болевые поверхностные ощущения.

4. При бездумном повышении мощности может быть смертельным, охота ли потом сидеть за гопаря?

5. Бесполезные китайские говношокеры работают как раз по этому принципу.

6.Отвратительный пробой одежды(в сравнении с трансформаторными ЭШУ).Яростно почитаемый некоторыми даунами умножитель-не пробивает кожаный ремень.А китайские говношокеры построенные по схеме с умножителем как правило не пробивают даже свитер.На чушокере был чел с ником Эквадорец,который наглядно это демонстрировал,но был закидан говном.Ибо по мнению гречки мощность не дошедшая до тела это тоже мощность 🙂

7.ДЛЯ ТЕХ ДАУНОВ КТО ЕЩЕ НЕ ПОНЯЛ.Умножительный шокер-не более чем страшная трещотка,внушающая противнику ужас внешним видом разряда.»валить» противника данный агрегат не способен..При дибильном повышении мощности(когда некоторые армянские долбаебы закачивают в умножители по нескольку десятков ватт -производит термическое воздействие(глубокие ожоги)засчет охуенной частоты разрядов в единицы а то и десятки килогерц,при приближении выводов умножителя к телу.Небольшой искровой промежуток на выходе ситуацию не спасет.После применения с вероятностью 95% окажется в жопе применявшего.Для тех кто не верит-данный агрегат с гордым названием АКА 22 и мощностью 70 ватт(пиздеж). был испытан 1 из наших пользователей.Последствия можно наблюдать на фото ниже.Воздействие 1 секунда,по словам человека в момент разряда девайс дает лишь сильную боль,никакого эффекта «сковывания мышц» и «моментальной парализации» как пишут некоторые обдолбанные ебланы НЕТУ.На месте применени остается охуенный термический ожог который заживает около месяца.Кстати с таким ожогом можно спокойно сходить в ментовку и накатать заяву за наненесение телесных повреждений и причинение вреда здоровью.

Если до этого вы не делали шокер на ун, лучше вам его собрать и поэкспериментировать. Тем более если вы новичок, собрать свой первый шокер будет намного легче.

Теперь приступим к сборке.

Инвертор подберите тот, который будет лучше подходить вашим аккумуляторам.

1. Инвертор (обведен красным) от оригинала ЗШ, или (мартовская схема). В нашем случае вместо диодного моста будет стоять симметричный умножитель.

Инвертор №1. Прекрасно работает с низковольтным питанием. Запускается от 3.7 в. Отлично работает от 7.4в. Аккумуляторы должны быть способны отдавать большой ток. Сколько способны будут отдать аккумуляторы, столько и будет потреблять схема. Подойдут LiPo (литий полимеры) NiCd (никель-кадмиевые) NiMh (никель-металлгидриды). Не советую ставить Li-Ion (литий-ионные) на таких нагрузках они сильно греются и могут прийти в негодность. Внимание!!! При использовании хороших аккумуляторов в разрыв (+) необходимо поставить дроссель. Ферритовое колечко на котором будет около 20 витков. Можно дернуть уже намотанное со старой материнской платы. Трансформатор На броневом сердечнике (лучше в плане кпд) или Ш-образный (легче мотать) первичная 3+3 витка проводом 0,3-0,4 сложенным в несколько раз (поверх вторички), вторичка 800-1000витков.Мотаем виток к витку, послойно изолируем, а затем пропитываем в медицинском парафине.

И примеры умножителей, ставятся они сразу после трансформатора.

Я лично ставил первый, второй не пробовал. (рис. 1;2)

Конкуренты любят ставить этот умножитель. (рис. 3)

  Инвертор 2. На uc3845. Об расчете частоты и подгонке микросхемы описано тут.

Схема запускается от 9вольт, оптимально питать с 12-14в. Потребление тока фиксированное, 2-3А зависит от настроек. Подходят все виды аккумуляторов. При правильной настройке полевик не должен сильно греться. С использованием данного инвертора баловаться шокером намного дольше, чем с инвертором выше. Мощность при этом соответственно уменьшится. Трансформатор 6-8 витков первичка (поверх вторички) 400 витков вторичка. Мотается послойно виток к витку, с изоляцией через слой. Затем протапливается в жидком-разогретом медицинском парафине.При использовании данного(да и любого однотактного преобразователя) преобразователя необходимо ставить последовательный умножитель.

Последовательный «множик» (рис.4)
 

Далее приведены наиболее известные схемы умножителей напряжения

• Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Несимметричный умножитель напряжения (Кокрофта-Уолтона)

Особенности: универсальность, низкая нагрузочная способность

Утроитель, 1-й вариант

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Утроитель, 2-й вариант

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Утроитель, 3-й вариант

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 4, 1-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 4, 2-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 4, 3-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

• Умножитель на 5, 1-й вариант

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 6, 1-й вариант

Особенности: хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 6, 2-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

• Умножитель на 8, 1-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность.

• Умножитель на 8, 2-й вариант

Особенности: симметричная схема, хорошая нагрузочная способность, две полярности относительно общей точки.

• Умножитель напряжения Шенкеля – Вилларда

Особенности: симметричная схема, превосходная нагрузочная способность, ступенчатое увеличение напряжения на каждом звене.

• Умножитель со ступенчатой нагрузочной способностью

Особенности: нагрузочная характеристика имеет две области — область низкой мощности – в диапазоне выходных напряжений от 2U до U и область повышенной мощности – при выходном напряжении ниже U.

• Выпрямитель с вольтодобавкой

Особенности: наличие дополнительного маломощного выхода с удвоенным напряжением питания.

• Умножитель из диодных мостов

Особенности: хорошая нагрузочная способность. Одна из классических схем умножения напряжения в высоковольтных источниках питания для физических экспериментов. На рисунке изображен удвоитель напряжения, но число каскадов в умножителе может быть увеличено.

Ну вот собственно и все, сложного ничего нет. Паяем инверторы, мотаем трансформаторы, цепляем множики, настраиваем и радуемся громкому треску.Также настоятельно не рекомендуется коротить выход УН без разрядника-есть риск выгорания транзисторов генератора,или же диодов в умножителе.

Умножители напряжения на диодах — Club155.ru

Умножители напряжения — это специальные схемы преобразующие в сторону увеличения уровень напряжения. Такие схемы обычно совмещают в себе две функции: выпрямление и умножение напряжения. Применение умножителей наиболее оправдано в случаях, когда наличие дополнительного повышающего трансформатора нежелательно (повышающий трансформатор — элемент достаточно сложный, особенно при высокой частоте напряжения, и габаритный) или не может обеспечить требуемый уровень напряжения (при высоких напряжениях высока вероятность пробоя между витками вторичной обмотки трансформатора).

Схемы умножителей, как правило, строятся с использованием свойств однофазного однополупериодного выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку. Этот выпрямитель во время своей работы может создавать между определенными точками напряжение, величина которого больше величины входного напряжения. Если рассмотреть приведенный в предыдущем разделе анализ работы однофазного однополупериодного выпрямителя с емкостной нагрузкой, можно понять, что названными “определенными точками” являются выводы диода выпрямителя. Если к этим точкам подключить еще один однофазный однополупериодный выпрямитель, будет получена схема, представленная на рис. 3.4-16 (т.н. несимметричный удвоитель напряжения).

Рис. 3.4-16. Схема несимметричного удвоителя напряжения (а) и временные диаграммы, поясняющие его работу (б)

Еще одна схема удвоителя напряжения, составленная из двух однофазных однополупериодных выпрямителей с емкостным фильтром, дана на рис. 3.4-17. Ее называют симметричным удвоителем напряжения (или схемой Латура). Входящие в схему выпрямители по входу включены параллельно, а по выходу последовательно.

Рис. 3.4-17. Симметричный удвоитель напряжения (схема Латура)

При положительной полуволне входного напряжения работает выпрямитель на диоде VD1, заряжая конденсатор C1, а при отрицательной полуволне — выпрямитель на диоде VD2, заряжающий конденсатор C2. В результате и C1, и C2 заряжаются до уровня входного напряжения, а при их последовательном включении суммарное напряжение равно удвоенному входному.

Основное преимущество схемы Латура перед несимметричным удвоителем напряжения (рис. 3.4-16) состоит в том, что рабочее напряжение обоих конденсаторов составляет \(U_{вх max}\).

Коэффициент умножения подобных схем можно увеличивать, наращивая количество звеньев умножения. На рис. 3.4-18 приведена схема несимметричного умножителя с количеством звеньев типа “два диода – два конденсатора”, равным \(n\).

Рис. 3.4-18. Схема несимметричного n-звенного умножителя напряжения

Когда нагрузка отсутствует, на выходе данной схемы генерируется напряжение \(U_{вых1} = 2nU_{вх max}\) или \(U_{вых2} = (2n‑1)U_{вх max}\). При подключении нагрузки конденсаторы будут периодически разряжаться и заряжаться. В результате, напряжение на выходе схемы окажется несколько ниже и не будет оставаться постоянным. В общем случае соблюдается соотношение:

\( U_{вых1} = 2 n U_{вх max} — \cfrac{I_н}{fC} \left( \cfrac{2}{3} n^3 + \cfrac{1}{4} n^2 — \cfrac{1}{6} n \right) \),

где \(f\) — частота входного напряжения.

Приведенная формула верна и для описанной выше схемы несимметричного удвоителя напряжения.

Следует, однако, понимать, что в реальных схемах существуют дополнительные факторы, снижающие выходное напряжение умножителя. Это разного рода паразитные емкости, шунтирующие диоды и нагрузку, токи утечки диодов и т.п.

При наличии у вторичной обмотки трансформатора средней точки возможно построение многозвенной симметричной схемы умножителя напряжения (рис. 3.4‑19), которая имеет лучшие параметры. При работе данной схемы на нагрузку конденсаторы средней цепочки разряжаются только током, проходящим через нагрузку. Убыль заряда восполняется дважды за период от конденсаторов крайних цепочек. Благодаря этому, пульсации и падение напряжения на выходе оказываются существенно меньше, чем в простой несимметричной схеме умножения. Пульсации, обусловленные паразитными емкостями, вообще отсутствуют. Среднее значение выходного напряжения рассматриваемой схемы можно вычислить по формуле:

\( U_{вых} = 2nU_{вх max} — \cfrac{I_н}{fC} \left( \cfrac{1}{6} n^3 + \cfrac{1}{4} n^2 + \cfrac{1}{3} n \right) \)

Рис. 3.4-19. Схема симметричного n-звенного умножителя напряжения

Можно заметить, что при малых значениях n выходное напряжение растет почти пропорционально числу каскадов. При увеличении n этот рост замедляется и затем вообще прекращается. Очевидно, что делать умножители с числом каскадов большим, чем то, при котором достигается максимум умножения, не имеет смысла. Такое предельное значение n для схемы симметричного умножителя можно найти по формуле:

\( n_max = 2 \sqrt{\cfrac{fCU_{вх max}}{I_н}} \)

При прочих равных условиях для несимметричной схемы умножителя максимальное число каскадов окажется в два раза меньшим. Для повышения эффективности умножителей напряжения целесообразно увеличивать частоту питающего напряжения и емкости применяемых в умножителе конденсаторов. В рассмотренных схемах в процессе работы на все диоды действует обратное напряжение \(U_{обр max} = 2U_{вх max}\).

С использованием описанных выше принципов возможно построение большого числа разнообразных схем умножения напряжения. Несколько примеров подобных схем приводится на рис. 3.4‑20…3.4-23, а на рис. 3.4-24 представлена схема маломощного преобразователя постоянного напряжения с применением диодного умножителя [5].

Рис. 3.4-20. Схемы умножения на три

Рис. 3.4-21. Схемы умножения на четыре

Рис. 3.4-22. Схемы умножения на шесть

Рис. 3.4-23. Схема умножения на восемь

Рис. 3.4-24. Маломощный преобразователь постоянного напряжения на основе диодного умножителя

Схема цепи триплера напряжения

Утеплитель напряжения — это схема, в которой мы получаем тройное пиковое входное напряжение, например, если пиковое напряжение переменного тока составляет 5 вольт, мы получаем 15 вольт постоянного тока на выходе. Обычно трансформаторы используются для повышения или понижения напряжения, но иногда использование трансформаторов невозможно из-за их размера и стоимости. Этот вид утроителя напряжения (умножитель напряжения ) может быть построен с использованием нескольких диодов и конденсаторов.Эти схемы очень полезны там, где необходимо генерировать высокое напряжение постоянного тока с низким напряжением переменного тока и требуется низкий ток, например, в мониторах с электронно-лучевыми трубками в телевизорах и компьютерах. ЭЛТ-монитор требует высокого напряжения постоянного тока с низким током.

Компоненты

• Диоды -3 (1N4007)
• Емкость двигателя — 22 мкФ (3)
• Трансформатор (9-0-9)

Схема и пояснения тройника напряжения

Мы можем расширить предыдущую схему удвоителя напряжения, чтобы создать схему утроителя напряжения .В предыдущей схеме мы использовали таймер 555 для генерации прямоугольной волны через постоянный ток, но в этой схеме мы использовали переменного тока (переменный ток) и просто добавили еще один диод и конденсатор к , утроившему напряжение .

Мы использовали трансформаторы 9-0-9 для понижения напряжения сети переменного тока (220 В), чтобы мы могли продемонстрировать это на макетной плате.

Во время первого положительного полупериода переменного тока диод D1 смещается в прямом направлении, а конденсатор C1 заряжается через D1.Конденсатор C1 заряжается до пикового напряжения переменного тока, то есть Vpeak.

Во время отрицательного полупериода переменного тока диод D2 проводит, а D1 смещает в обратном направлении. D1 блокирует разряд конденсатора C1. Теперь конденсатор C2 заряжается объединенным напряжением конденсатора C1 (Vpeak) и отрицательным пиком переменного напряжения, которое также является Vpeak. Таким образом, конденсатор C2 заряжается до 2 В (пик.).

Во время второго положительного полупериода диод D1 и D3 проводит, а D2 смещается в обратном направлении.Таким образом, конденсатор C2 заряжает конденсатор C3 до того же напряжения, что и он сам, а именно 2 В (пик.).

Теперь конденсаторы C1 и C3 включены последовательно, и напряжение на C1 равно Vpeak, а напряжение на C3 равно 2 Vpeak, поэтому напряжение на последовательном соединении C1 и C3 равно Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, так мы получаем тройное напряжение. пикового значения переменного тока. Хотя напряжение не в три раза больше пикового напряжения, потому что некоторое напряжение падает на диодах, поэтому результирующее напряжение будет:

Vout = 3 * Vpeak — падение напряжения на диодах

В нашем случае мы использовали 9 В в качестве входного напряжения и получили прибл.Выходное напряжение 37,1 В. 9v — это среднеквадратичное значение, поэтому значение Vpeak составляет 9 * корень 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.

Итак, наше выходное напряжение должно быть: 12,7 * 3 = 38,1 В

Но мы получили ок. 37,1 В, поэтому прибл. 38,1 — 37,1 = 1 В. было пропущено через диоды.

Недостатком этой схемы утроения напряжения является то, что частота пульсаций очень высока и очень трудно сгладить выходной сигнал, использование конденсаторов большой емкости может помочь уменьшить пульсации. И преимущество в том, что мы можем генерировать очень высокое напряжение от источника питания низкого напряжения.

Примечания:

• Напряжение не утроится мгновенно, но оно будет медленно увеличиваться и через некоторое время станет равным трехкратному входному напряжению.
• Номинальное напряжение конденсаторов C2 и C3 должно быть как минимум в два раза больше входного напряжения.
• Выходное напряжение не в три раза больше входного напряжения, оно будет меньше входного напряжения. Как мы получили 37,1 В для пикового значения 12,7 В переменного тока (9 В — среднеквадратичное значение, означает, что Vpeak составляет 9 * 1.414 = 12,7 В) входное питание.

Мы также можем генерировать гораздо более высокое напряжение и можем получить в 4, 5, 6, 7 и более раз пиковое напряжение переменного тока, добавив больше диодов и конденсаторов.

.

Схемы и механизмы защиты от пониженного и повышенного напряжения

Для удовлетворительной работы всех электрических и электронных устройств рекомендуется подавать напряжение в установленных пределах. Колебания напряжения в электросети, безусловно, отрицательно сказываются на подключенных нагрузках. Эти колебания могут быть связаны с перенапряжением или пониженным напряжением, которые вызваны несколькими причинами, такими как скачки напряжения, молнии, перегрузка и т. Д. Перенапряжения — это напряжения, превышающие нормальные или номинальные значения, которые вызывают повреждение изоляции электрических приборов, что приводит к коротким замыканиям.Точно так же пониженное напряжение вызывает перегрузку оборудования, что приводит к мерцанию ламп и неэффективной работе оборудования. Таким образом, в данной статье приведены схемы схем защиты от пониженного и повышенного напряжения с различными структурами управления.

Повышенное или пониженное напряжение

Чтобы понять эту концепцию и лучше понять ее, необходимо пройти через три различных типа схем защиты от перенапряжения, в которых используются компараторы и таймеры.

1. Схема защиты от пониженного и повышенного напряжения с использованием компараторов

Эта схема защиты по напряжению предназначена для создания механизма отключения при низком и высоком напряжении для защиты нагрузки от любого повреждения.Во многих домах и на производстве часто происходят колебания напряжения в сети переменного тока. Электронные устройства легко повредить из-за колебаний. Чтобы решить эту проблему, мы можем реализовать механизм отключения схемы защиты от пониженного / повышенного напряжения для защиты нагрузки от чрезмерного повреждения.

Блок-схема защиты от повышенного и пониженного напряжения

Работа цепи

2. Схема защиты от пониженного и пониженного напряжения с использованием таймеров

Это еще одна схема защиты от пониженного / повышенного напряжения для разработки механизма защиты от пониженного и повышенного напряжения для защиты нагрузки от наносить ущерб.Эта простая электронная схема использует таймеры вместо компаратора, как в приведенном выше случае, в качестве механизма управления. Комбинация этих двух таймеров обеспечивает вывод ошибки для переключения релейного механизма, когда напряжение выходит за установленные пределы. Таким образом, он защищает приборы от неблагоприятного воздействия напряжения питания.

Защита от перенапряжения с использованием таймеров

Работа схемы:

Это две разные схемы защиты от перенапряжения и пониженного напряжения. Обе схемы работают одинаково, но разница между ними составляет используемые компоненты.Эти схемы просты, дешевы и легки в реализации, и поэтому теперь вы сможете выбирать между этими двумя, чтобы обеспечить лучший и надежный контроль с простотой реализации. Так что напишите свой выбор и любую другую техническую помощь по созданию схем электронных проектов в разделе комментариев ниже.

Фото:

• Повышенное или пониженное напряжение статическим напряжением
• Схема защиты от перенапряжения с использованием компараторов от blogspot
• Схема защиты от перенапряжения с использованием таймеров с помощью электронных схем

.

Top 5 причин, почему срабатывают автоматические выключатели — Wiki

Автоматические выключатели, которые срабатывают часто, может показаться неприятным, но на самом деле это означает, что они выполняют свою работу должным образом — отключают электропитание при обнаружении чрезмерного тока. Большинство современных автоматических выключателей имеют два независимых механизма отключения, каждый из которых предназначен для реагирования на разные типы повреждений.

Тепловой отключающий механизм отключает автоматический выключатель при превышении его номинального тока в течение заданного периода времени.Этот механизм отключения допускает кратковременные перегрузки по току, которые часто встречаются в некоторых приложениях; например, электродвигатели могут потреблять в 5-8 раз больше номинального тока при запуске, но только на очень короткое время.

С другой стороны, магнитный отключающий механизм имеет мгновенный отклик и предназначен для устранения сильноточных повреждений, таких как короткое замыкание или замыкание на землю. Когда возникают эти сбои, они всегда являются проблемой и должны быть устранены как можно скорее.Когда вы видите автоматические выключатели, обозначенные как тип B, C или D, буквы обозначают порог, при котором срабатывает магнитный отключающий механизм.

• Автоматический выключатель типа B срабатывает при токе, в 3-5 раз превышающем номинальный.
• Автоматический выключатель типа C срабатывает при токе, в 5–10 раз превышающем номинальный.
• Автоматический выключатель типа D срабатывает при токе, в 10–20 раз превышающем номинальный.

Таким образом, если автоматический выключатель срабатывает, есть две основные возможности: либо произошла неисправность, либо автоматический выключатель не подходит для данного применения.В этой статье будет представлен обзор основных причин срабатывания автоматических выключателей.

Вот пять причин. Нажмите на ссылки, чтобы узнать подробности!

1. Причина 1: Перегрузка электрической цепи — основная причина срабатывания автоматических выключателей
2. Причина 2: Короткое замыкание — почему срабатывают автоматические выключатели
3. Причина 3: Замыкание на землю — почему срабатывают автоматические выключатели
4. Причина 4: Выбор неправильного выключателя для приложения — основная причина отключения автоматических выключателей
5. Причина 5: Электромоторные устройства и сварочные аппараты — почему срабатывают автоматические выключатели

Ваш автоматический выключатель срабатывает по другой причине? ЗАПРОСИТЕ ВОПРОС и попробуйте проверить наши знания!

.Схема защиты от короткого замыкания

Короткое замыкание — это непреднамеренное соединение между двумя клеммами, которые подают питание на нагрузку. Это может произойти как в цепи переменного, так и постоянного тока, если это источник переменного тока, то короткое замыкание может привести к отключению источника питания всей области, но есть предохранители и схемы защиты от перегрузки на многих уровнях, от электростанции до дома. А если это источник постоянного тока, например аккумулятор, он может нагреть аккумулятор, и аккумулятор очень быстро разрядится.В некоторых случаях аккумулятор может взорваться. Существует множество способов защиты цепи от короткого замыкания, и для защиты от перегрузки доступно множество типов предохранителей.

Мы собираемся разработать и изучить простую схему защиты от короткого замыкания низкого напряжения для постоянного напряжения . Схема разработана с целью безопасной работы схемы микроконтроллера и может защитить ее от повреждения из-за короткого замыкания в другой части схемы.

Необходимые компоненты

• СК100Б Транзистор ПНП — 1 шт.
• BC547B Транзистор NPN — 1 шт.
• Резистор 1 кОм — 1 шт.
• Резистор 10 кОм — 1 шт.
• Резистор 330 Ом — 2 шт.
• Резистор 470 Ом — 1 шт.
• Источник питания 6 В постоянного тока — 1 шт.
• Макетная плата — 1 шт.
• Соединительные провода — согласно требованию

SK100B PNP Транзистор

Начиная с выемки транзистора — эмиттер, середина — база, а последняя — коллектор

• Излучатель — E
• База — B
• Коллектор — C

BC547B Транзистор NPN

Схема защиты от короткого замыкания

Типичный пример короткого замыкания — это когда положительная и отрицательная клеммы батареи соединены вместе с проводом с низким сопротивлением, например, проводом.В этом состоянии аккумулятор может загореться и даже взорваться. Так часто бывает с мобильными батареями в мобильных устройствах.

Чтобы избежать этого состояния короткого замыкания, используется схема защиты от короткого замыкания . Схема защиты от короткого замыкания отклонит ток или прервет контакт между цепью и источником питания.

Иногда при использовании неисправной бытовой техники, такой как духовка, утюг и т. Д., Случается сбой в электросети с внезапной искрой.Причина этого в том, что где-то в неисправном приборе протекает избыточный ток. Это может привести к поражению электрическим током или возгоранию дома, если он не защищен. Поэтому во избежание такого повреждения используется предохранитель или автоматический выключатель . В таком состоянии автоматический выключатель или предохранитель отключает основное питание в доме. Цепь предохранителя-выключателя также представляет собой схему защиты от короткого замыкания , , в которой используется провод с низким сопротивлением, который плавится и отключает основной источник питания в доме всякий раз, когда через него проходит избыточный ток.

Итак, здесь мы собираемся изучить и спроектировать схему, чтобы избежать повреждения из-за короткого замыкания в ней.

Схема

Работа цепи защиты от короткого замыкания

Выше показана простая схема защиты от короткого замыкания постоянного тока с низким энергопотреблением, которая состоит из двух транзисторных схем, одна из которых представляет собой транзисторную схему BC547 NPN, а другая — транзисторную схему SK100B PNP.Вход подается на схему с помощью источника питания 5 В постоянного тока, который может быть обеспечен либо батареей, либо трансформатором.

Работа схемы проста, когда горит зеленый светодиод D1, это означает, что схема работает нормально и риск повреждения отсутствует. Красный светодиод D2 должен гореть только при коротком замыкании.

При включении источника питания транзистор Q1 смещается и начинает проводить ток, а светодиод D1 загорается.В это время красный светодиод D2 не горит из-за отсутствия короткого замыкания.

Свечение зеленого светодиода D1 также указывает на то, что напряжение питания и выходное напряжение примерно равны.

В нашей схеме стимуляции мы сгенерировали «короткое замыкание» с помощью переключателя на выходе. Когда происходит «короткое замыкание», выходное напряжение падает до 0 В и Q1 перестает проводить, так как его базовое напряжение равно 0 В. Транзистор Q2 также перестает проводить, поскольку напряжение на его коллекторе также упало до 0 В.

Итак, теперь ток начинает течь через КРАСНЫЙ светодиод D2 и проходить через землю по короткому замыканию (через переключатель).Это приводит к тому, что красный светодиод D2 начинает проводить, поскольку он смещен в прямом направлении, и указывает на то, что было обнаружено короткое замыкание, и ток отводится через красный светодиод D2 вместо повреждения всей цепи.

.