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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Магнитный листок 08.01.2011 Немецкие химики из Института исследований коллоидов и поверхностей раздела в Потсдаме сумели полностью заменить в тончайших прожилках зеленых листьев органическую материю на карбид железа. Так как это соединение обладает магнитными свойствами, преобразованные листки притягиваются магнитом. Кроме того, как и полагается карбиду железа, ажурная сеточка прожилок проводит электричество, а значит, на ней можно путем электролиза отложить другие вещества. Это не просто занятный научный фокус. Химики обычно стремятся придать катализатору такую форму, чтобы он как можно полнее контактировал со средой. Лучшей модели, чем тонкие биологические структуры, которые можно заменить на нужное соединение, найти невозможно.

Другие интересные новости:

▪ Искусственный лист, улавливающий углекислый газ

▪ Камуфляж из клеток кальмара

▪ Космический уборщик

▪ Фотонный чип, преобразующий волны с высокой эффективностью

▪ Электромобиль Mercedes-Benz VISION EQXX

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Лингвистическая концепция Соссюра. История и суть научного открытия

▪ статья Как снять стресс и разрядиться? Подробный ответ

▪ статья Охранник. Должностная инструкция

▪ статья Походная трехдиапазонная дельта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выпрямители с электронным регулятором для зарядки аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025