Умножаем напряжение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

В радиолюбительской практике часто необходимо получить два и более напряжений для питания разных каскадов одного устройства. Простой пример тому - питание специализированных микросхем (напряжения 5...9 и 12...15 В). Для того, чтобы не "плодить" источники питания и использовать простые трансформаторы с одной вторичной обмоткой (при условии, что питаемое устройство не требует большого тока), можно пойти простым путем и получить несколько напряжений от одного источника. Такой подход позволит также сэкономить место в корпусе устройства и затраты на трансформатор, которые, как правило, пропорциональны его мощности и количеству обмоток.

Например, получить удвоенное напряжение от трансформаторного источника питания просто, если выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме, или сетевой трансформатор имеет вторичную обмотку с отводом от середины. Такие случаи многократно описаны в литературе. А вот когда выпрямитель выполнен по мостовой схеме (что чаще всего встречается на практике), то получить удвоенное напряжение можно, применяя схему представленную на рис. 1.

Мостовой выпрямитель VD1...VD4 и сглаживающий конденсатор С1 образуют "классический" источник питания с выходным напряжением Un. Особенность схемы - дополнительный канал удвоения напряжения, собранный на элементах С2, VD5, VD6, C3.

Положительная полуволна напряжения со вторичной обмотки трансформатора Т1 через диод VD5 заряжает конденсатор С2. Во время отрицательной полуволны диод VD5 закрыт, а конденсатор С2 оказывается включенным последовательно с вторичной обмоткой Т1, и напряжения на конденсаторе и на обмотке Т1 складываются. От этого напряжения через диод VD6 заряжается конденсатор C3, так что на нем получается близкое к удвоенному напряжение.

При подключении нагрузки напряжение уменьшается (чем больше ток нагрузки, тем меньше напряжение). Ток нагрузки канала удвоения протекает через диод VD1, общий провод и конденсатор С2. В результате через диод VD1 течет суммарный ток (основного канала и дополнительного). Это надо учитывать при выборе диодов и трансформатора для будущего источника питания.

Предлагаемая схема источника с удвоением напряжения подходит как проверенный вариант для питания относительно простых устройств с небольшим током потребления (по основному каналу - до 1 А). Каналы в этой схеме зависят друг от друга, и при увеличении тока нагрузки в основном канале снижается напряжение в дополнительном даже при его минимальной нагрузке. Поэтому при больших токах лучше воспользоваться классической схемой с двумя обмотками понижающего трансформатора и отдельными выпрямителями.

Вторым вариантом повышения напряжения является использование электронных умножителей. Наглядный пример умножителя в бытовой технике - это умножитель высокого напряжения для питания кинескопа в телевизионных приемниках. По такому же принципу работают все умножители, на вход которых поступают импульсы напряжения.

Простым примером умножителя является схема, показанная на рис. 2.

На вход подаются импульсы любой формы с частотой повторения f=10...12 кГц и скважностью 0=2...3. Такие импульсы вырабатывает практически любой генератор, построенный по классической схеме на ТТЛ- или КМОП-микросхемах. Однако, учитывая низкую нагрузочную способность этих микросхем, на выходе генератора необходимо включить буферный усилитель (эмиттерный повторитель или несколько элементов микросхемы, включенных параллельно). Амплитуда входного сигнала UBX должна быть не менее 5 В. Поскольку такой умножитель заведомо рассчитан на небольшой выходной ток, диоды VD1...VD6 используются типов КД521, КД522, Д220, Д310 и аналогичные. Оксидные конденсаторы - типа К50-24 и аналогичные.

Выходной ток данного узла не превысит выходной ток генератора, поэтому такой умножитель напряжения служит для питания лишь отдельных микросхем или слаботочных каскадов устройства, требующих повышенного напряжения. Зависимость выходного напряжения (Un) от выходного тока - обратно пропорциональная (чем выше Un. тем меньше выходной ток). Максимальный выходной ток для выхода удвоения (2Un) в данной схеме составляет 40 мА при Un=6 В, для выхода 3Un при том же напряжении U„ - 48 мА, 4Un - 55 мА. Максимальный выходной ток составляет при Un=15 В для выхода 2Un - 10 мА, 3Un - 5 мА, 4Un - 2,5 мА.

Аналогичным образом на основе данной схемы получают умножитель отрицательного напряжения. Разница состоит в том, что все диоды включаются наоборот и изменяется полярность оксидных конденсаторов (рис. 3).

На практике установлено, что отрицательное напряжение умножителя относительно базового не превысит -3Un. Два других (более низких) выходных напряжения будут -2Un и -Un. Получить в таком случае напряжение -4Un без изменения схемы не удается.

Автор: А.Кашкаров, г.С.-Петербург

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива По следам мусора 19.08.2011 Экологи из Массачусетского технологического института (США) прикрепили к 3000 опасных отходов, выброшенных в мусор в Сиэтле, микросхемы, позволяющие следить за их перемещениями. Среди предметов, подвергшихся слежке, были перегоревшие энергосберегающие лампочки, картриджи от принтеров, севшие аккумуляторы и батарейки, старые сотовые телефоны, то есть изделия, содержащие ртуть, кадмий, мышьяк, свинец, полихлорированные дифенилы и другие токсичные элементы и соединения. Выброшенные изделия частично захоранивают, частично перерабатывают, иногда используют повторно. Через неделю отходы расползлись по всему штату Вашингтон, где находится Сиэтл, а отдельные предметы вышли за его пределы. Через две недели некоторые сотовые телефоны доехали до Флориды, через два месяца принтерные картриджи попали в Мексику, где их повторно заправляют. Вывод авторов исследования: не стоит так широко развозить по континенту опасный мусор, желательно наладить его переработку или обезвреживание на местах.

Другие интересные новости:

▪ Гибкие светодиодные ленты Phanteks Neon

▪ 450-мм пластины и литография жесткого ультрафиолета

▪ Прототип резистивной памяти от Elpida

▪ Комары перестанут нападать на людей

▪ Тепловизор разоблачит мошенника

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Рамбам. Знаменитые афоризмы

▪ статья На гербе какой республики вместо молота в композиции с серпом были изображены грабли? Подробный ответ

▪ статья Заведующий отделом (редакции, телевидения, радиовещания). Должностная инструкция

▪ статья Индикатор радиации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телеграфный контроллер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025