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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Термоядерный реактор KSTAR разогревает плазму до 100 миллионов градусов 10.01.2024 Южнокорейский институт термоядерной энергии установил инновационный дивертор в токамаке KSTAR для продления времени высокотемпературного излучения плазмы до более 100 миллионов градусов Цельсия. Установка KSTAR, завершенная в 2007 году, продолжает быть объектом научных исследований, играя роль искусственного солнца в ядерном синтезе, подобном процессу, происходящему в звездах. В этом экспериментальном реакторе токамак, названном искусственным солнцем, применяется новый дивертор в нижней части установки, регулирующий отвод газов и примесей из плазмы. Дивертор, как компонент взаимодействия с плазмой, стал ключевым фактором для продления времени работы реактора. КSTAR, в треть меньший по размерам по сравнению с проектом ITER во Франции, продвигается в исследованиях термоядерной энергии. Оба реактора принадлежат к классу токамаков - устройств в форме пончика, где плазма подвергается ядерному синтезу при высоких температурах и давлениях. Оригинально KSTAR использовал углеродный дивертор, но ученые перешли на вольфрам в 2018 году. Вольфрам, с более высокой температурой плавления, значительно улучшил тепловой поток и стабильность реактора. Новый дивертор позволяет продлить время работы с плазмой до 300 секунд. Проект ожидает завершения плазменных экспериментов с новым вольфрамовым дивертором в феврале. Результаты могут быть ключом к новым открытиям в области термоядерной энергии и технологий.

Другие интересные новости:

▪ OLED-планшет для рисования Wacom Movink

▪ Жидкокристаллическая структура человеческой РНК

▪ Айсберги удобряют океан

▪ Твердотельные накопители SanDisk Z410

▪ 72-ядерный процессор для десктопов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Львиная доля. Крылатое выражение

▪ статья Кто сделал первую куклу? Подробный ответ

▪ статья Пружинщик на пружинно-навивальных станках FS-2, FS-4, FS-5. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Контактный джойстик для PC. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как зажечь костер без спичек. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025