ตัวคูณแรงดันไฟฟ้า

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณชาร์จตัวเก็บประจุแบบขนานหรือทีละตัว แล้วต่ออนุกรมกันและใช้แบตเตอรี่ที่ได้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น แต่นี่เป็นวิธีที่รู้จักกันดีในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เรียกว่าการคูณ

เมื่อใช้ตัวคูณแรงดันไฟฟ้า จะสามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจากแหล่งจ่ายแรงดันต่ำได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพเพื่อจุดประสงค์นี้ ในบางแอปพลิเคชัน หม้อแปลงจะไม่ทำงานเลย และบางครั้งการใช้ตัวคูณเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะสะดวกกว่ามาก

ตัวอย่างเช่นในทีวีที่ผลิตในสหภาพโซเวียตสามารถรับแรงดันไฟฟ้า 9 kV จากหม้อแปลงเชิงเส้นแล้วเพิ่มขึ้นเป็น 27 kV โดยใช้ตัวคูณ UN9 / 27-1.3 (เครื่องหมายหมายความว่าจ่าย 9 kV ให้กับอินพุต รับ 27 kV ที่กระแส 1.3 mA ที่เอาต์พุต)

ลองนึกภาพว่าคุณต้องรับแรงดันไฟฟ้าดังกล่าวสำหรับทีวี CRT โดยใช้หม้อแปลงเพียงตัวเดียวหรือไม่? ต้องพันกี่รอบในขดลวดทุติยภูมิและลวดจะหนาแค่ไหน? ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองวัสดุเป็นผลให้ปรากฎว่าสำหรับการรับแรงดันไฟฟ้าสูงหากกำลังไฟที่ต้องการไม่สูง ตัวคูณก็ค่อนข้างเหมาะสม

วงจรตัวคูณแรงดัน ไม่ว่าจะเป็นแรงดันต่ำหรือแรงดันสูง จะมีส่วนประกอบเพียงสองประเภทเท่านั้น: ไดโอดและตัวเก็บประจุ

หน้าที่ของไดโอดคือการส่งกระแสประจุไฟฟ้าโดยตรงไปยังตัวเก็บประจุที่เกี่ยวข้อง จากนั้นจึงส่งกระแสไฟออกจากตัวเก็บประจุตามลำดับไปในทิศทางที่ถูกต้องเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ (รับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น)

แน่นอน แรงดันไฟ AC หรือคลื่นถูกนำไปใช้กับตัวคูณ และบ่อยครั้งที่แรงดันต้นทางนี้นำมาจากหม้อแปลง และที่เอาต์พุตของตัวคูณ ต้องขอบคุณไดโอด ตอนนี้แรงดันจะคงที่

มาดูกันว่าตัวคูณทำงานอย่างไร โดยใช้ตัวคูณเป็นตัวอย่าง เมื่อกระแสที่จุดเริ่มต้นเคลื่อนลงจากแหล่งกำเนิดตัวเก็บประจุ C1 ที่อยู่ใกล้เคียงจะถูกชาร์จก่อนและเข้มข้นที่สุดผ่านไดโอด D1 ที่อยู่ใกล้เคียงในขณะที่ตัวเก็บประจุตัวที่สองตามรูปแบบไม่ได้รับประจุเนื่องจากถูกบล็อกโดย ไดโอด

นอกจากนี้ เนื่องจากเรามีแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่นี่ กระแสจึงเดินทางขึ้นจากแหล่งที่มา แต่ระหว่างทางก็มี ตัวเก็บประจุที่มีประจุ C1 ซึ่งตอนนี้เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งกำเนิดและผ่านไดโอด D2 ตัวเก็บประจุ C2 ได้รับประจุที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าบนจึงสูงกว่าแอมพลิจูดของแหล่งกำเนิด (ลบการสูญเสียใน ไดโอดในสายไฟในอิเล็กทริกและอื่น ๆ )))

นอกจากนี้ กระแสจะเคลื่อนลงจากแหล่งที่มาอีกครั้ง—ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จใหม่และหากไม่มีโหลด หลังจากผ่านไปสองสามช่วง แรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุ C2 จะถูกคงไว้ที่ประมาณ 2 แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถเพิ่มส่วนเพิ่มเติมเพื่อรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนสเตจในตัวคูณเพิ่มขึ้น แรงดันเอาท์พุตในขั้นแรกจะสูงขึ้นและสูงขึ้น แต่จากนั้นจะลดลงอย่างรวดเร็ว ในทางปฏิบัติ ตัวคูณมากกว่า 3 ขั้นตอนมักไม่ค่อยใช้ ท้ายที่สุดหากคุณก้าวมากเกินไปการสูญเสียจะเพิ่มขึ้นและแรงดันไฟฟ้าของส่วนที่ห่างไกลจะน้อยกว่าที่ต้องการไม่ต้องพูดถึงน้ำหนักและขนาดของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว

โดยวิธีการที่แบบดั้งเดิมใช้แรงดันไฟฟ้าสองเท่าในเตาอบไมโครเวฟ มท (ความถี่ 50 Hz) แต่การเพิ่มขึ้นสามเท่าในทวีคูณเช่น UN นั้นใช้กับแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงที่วัดเป็นสิบกิโลเฮิรตซ์

ทุกวันนี้ ในสาขาเทคนิคจำนวนมากที่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสต่ำ: ในเทคโนโลยีเลเซอร์และเอ็กซ์เรย์, ในระบบไฟแบ็คไลท์ของจอแสดงผล, ในวงจรพลังงานแมกนีตรอน, ในเครื่องสร้างประจุไอออนในอากาศ, เครื่องเร่งอนุภาค, ในเทคโนโลยีการคัดลอก ตัวคูณถูกหยั่งรากอย่างดี