Bộ nhân điện áp là gì?

Hệ số nhân điện áp đề cập đến một mạch điện bao gồm điốt và tụ điện để nhân hoặc tăng điện áp và cũng chuyển đổi AC thành DC, nhân điện áp và chỉnh lưu dòng điện được thực hiện bằng cách sử dụng nhân điện áp . Quá trình chỉnh lưu dòng điện từ AC sang DC được thực hiện bởi một diode và sự gia tăng điện áp đạt được nhờ sự gia tốc của các hạt bằng cách đẩy điện thế cao do tụ điện tạo ra.

Hệ số điện áp

Sự kết hợp của diode và tụ điện tạo thành mạch nhân điện áp cơ bản Đầu vào AC được cấp cho mạch từ nguồn điện nơi mà việc chỉnh lưu gia tốc dòng điện và hạt bằng tụ điện tạo ra đầu ra điện áp một chiều tăng lên. Điện áp đầu ra có thể cao hơn nhiều lần điện áp đầu vào nên mạch tải phải có trở kháng cao.

Trong mạch bộ nghi ngờ điện áp này, điốt đầu tiên hiệu chỉnh tín hiệu và đầu ra của nó tương đương với điện áp đỉnh từ máy biến áp được chỉnh lưu dưới dạng bộ chỉnh lưu nửa sóng. Một dấu hiệu AC bằng tụ điện cũng đạt được diode thứ hai, và theo quan điểm của DC được trang bị bởi tụ điện, điều này làm cho đầu ra từ diode thứ hai nằm trên diode thứ nhất. Dọc theo các đường này, đầu ra từ mạch cao gấp đôi điện áp đỉnh của máy biến áp, diode ít bị rơi hơn.

Có thể truy cập nhiều loại mạch và ý tưởng để cung cấp công suất nhân điện áp trên thực tế bất kỳ biến số nào. Việc áp dụng cùng một quy tắc đặt một bộ chỉnh lưu trên đầu một bộ chỉnh lưu thay thế và sử dụng khớp nối điện dung cho phép một loại hệ thống bước tiến.

Phân loại hệ số điện áp:

Phân loại hệ số nhân điện áp dựa trên tỷ lệ của điện áp đầu vào và điện áp đầu ra, do đó tên cũng được đưa ra như

Bộ đôi điện áp
Bộ cắt điện áp
Điện áp tăng gấp bốn lần

Nhân đôi điện áp:

Mạch nghi ngờ điện áp bao gồm hai điốt và hai tụ điện trong đó mỗi kết hợp của mạch điốt-tụ điện chia sẻ sự thay đổi tích cực và tiêu cực cũng kết nối của hai tụ điện dẫn đến điện áp đầu ra gấp đôi cho một điện áp đầu vào nhất định.

“sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và một chiều ”

Điện áp đôi

Tương tự, mỗi sự gia tăng trong tổ hợp diode-tụ điện sẽ nhân điện áp đầu vào trong đó điện áp Tripler cho Vout = 3 Vin và tăng gấp bốn lần điện áp cho Vout = 4 Vin.

Tính toán điện áp đầu ra

Đối với hệ số nhân điện áp, việc tính toán điện áp đầu ra là quan trọng khi xem xét điều chỉnh điện áp và gợn phần trăm là quan trọng.

Vout = (sqrt 2 x Vin x N)

Ở đâu

Vout = điện áp đầu ra của nhân điện áp giai đoạn N

N = không. của các giai đoạn (nó là số của tụ điện chia cho 2).

Các ứng dụng của điện áp đầu ra

Ống tia âm cực
Hệ thống tia X, Laser
Máy bơm ion
Hệ thống tĩnh điện
Ống sóng du lịch

Thí dụ

Hãy xem xét một tình huống trong đó điện áp đầu ra 2,5 Kv được yêu cầu với đầu vào là 230 v, trong trường hợp đó, yêu cầu hệ số nhân điện áp nhiều giai đoạn trong đó D1-D8 cung cấp điốt và 16 tụ điện 100 uF / 400v phải được kết nối để đạt được Đầu ra 2,5 Kv.

Sử dụng công thức

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

= sqrt 2 x 230 x 8

“làm thế nào để xây dựng một điện trở ”

= 2,5 Kv (ước chừng)

Trong phương trình trên, 16/2 cho biết không có tụ điện / 2 cho số giai đoạn.

2 Ví dụ Thực tế

1. Một ví dụ làm việc của mạch Nhân điện áp để tạo ra điện áp cao DC từ tín hiệu AC.

Sơ đồ khối hiển thị mạch nhân điện áp

Hệ thống bao gồm một đơn vị nhân điện áp 8 giai đoạn. Các tụ điện được sử dụng để lưu trữ điện tích trong khi các điốt được sử dụng để chỉnh lưu. Khi tín hiệu AC được áp dụng, chúng tôi nhận được điện áp trên mỗi tụ điện, điện áp này tăng gần gấp đôi theo từng giai đoạn. Do đó, bằng cách đo điện áp trên 1^stgiai đoạn của bộ nghi ngờ điện áp và giai đoạn cuối cùng, chúng tôi nhận được yêu cầu điện cao thế . Vì đầu ra là điện áp rất cao nên không thể đo bằng đồng hồ vạn năng đơn giản. Vì lý do này, một mạch phân áp được sử dụng. Bộ phân áp gồm 10 điện trở mắc nối tiếp. Đầu ra được thực hiện trên hai điện trở cuối cùng. Do đó, sản lượng thu được được nhân với 10 để có sản lượng thực tế.

2. Máy phát điện Marx

Với sự phát triển của điện tử thể rắn, các thiết bị thể rắn ngày càng trở nên phù hợp hơn với các ứng dụng điện xung. Họ có thể cung cấp cho các hệ thống điện xung với độ nhỏ gọn, độ tin cậy, tốc độ lặp lại cao và tuổi thọ lâu dài. Sự gia tăng của các máy phát điện xung sử dụng các thiết bị trạng thái rắn loại bỏ những hạn chế của các thành phần thông thường và hứa hẹn công nghệ điện xung sẽ được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại. Tuy nhiên, các thiết bị chuyển mạch trạng thái rắn như MOSFET hoặc Transistor lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) hiện có chỉ được định mức tối đa vài kilo Volt.

Hầu hết các hệ thống điện xung yêu cầu xếp hạng điện áp cao hơn nhiều. Bộ điều chế Marx là một mạch duy nhất dùng để nhân điện áp, như hình dưới đây. Theo truyền thống, nó sử dụng các khoảng trống tia lửa làm công tắc và điện trở làm vật cách ly. Do đó, nó có nhược điểm là tỷ lệ lặp lại thấp, thời gian tồn tại ngắn và không hiệu quả. Trong bài báo này, máy phát điện Marx sử dụng các thiết bị trạng thái rắn được đề xuất để kết hợp công suất của cả công tắc bán dẫn công suất và mạch Marx. Nó được thiết kế cho Cấy ion nguồn Plasma (PSII) [1] và cho các yêu cầu sau: 555 Hẹn giờ làm việc

Máy phát điện Marx hiện đại sử dụng MOSFET

Để đọc điện áp và khoảng thời gian, vui lòng tham khảo loại màn hình CRO.

“Bảng sự thật hiển thị 7 phân đoạn ”

Từ đơn vị demo điện áp thấp ở trên, chúng tôi tìm thấy đầu vào là 15 volt, 50% chu kỳ làm việc tại điểm A đi (–Ve) cũng đối với mặt đất. Do đó, một bóng bán dẫn điện áp cao phải được sử dụng cho điện áp cao. TRONG THỜI GIAN NÀY TẤT CẢ CÁC CÔNG SUẤT C1, C2, C4, C5 ĐƯỢC SẠC như ở C tối đa 12 vôn mỗi bộ.
Sau đó, thông qua chu kỳ chuyển mạch thích hợp C1, C2, C4, C5 được kết nối nối tiếp thông qua MOSFET.
Như vậy chúng ta nhận được điện áp xung (-Ve) là 12 + 12 + 12 + 12 = 48 vôn tại điểm D

Ứng dụng của máy phát điện Marx - Máy phát điện cao áp một chiều theo nguyên lý Marx

Như chúng ta đã biết theo nguyên lý Máy phát điện Marx, các tụ điện được sắp xếp song song để tích điện và sau đó mắc nối tiếp để tạo ra hiệu điện thế cao.

Hệ thống bao gồm bộ đếm thời gian 555 hoạt động ở chế độ ổn định, cung cấp xung đầu ra với chu kỳ nhiệm vụ 50%. Hệ thống bao gồm tổng cộng 4 giai đoạn nhân, với mỗi giai đoạn bao gồm một tụ điện, 2 điốt và một MOSFET làm công tắc. Điốt được sử dụng để sạc tụ điện. Một xung cao từ 555 giờ được vận hành các điốt và cả bộ giảm quang, lần lượt cung cấp các xung kích hoạt cho mỗi MOSFET. Vì vậy, các tụ điện được kết nối song song khi chúng sạc đến điện áp cung cấp. Xung logic thấp từ bộ định thời dẫn đến các công tắc MOSFET ở trạng thái tắt và do đó các tụ điện được kết nối nối tiếp. Các tụ điện bắt đầu phóng điện và điện áp trên mỗi tụ điện được thêm vào, tạo ra một hiệu điện thế gấp 4 lần điện áp DC đầu vào.