Каскадная схема умножения напряжения

Умножители напряженияприменяются в электроэнергетике в установках прожигания изоляции.

Каскадная схема умножения напряжения состоит из нескольких схем удвоения напряжения, собранных последовательно. Однокаскадная схема удвоения напряжения (рис. 6) содержит VD, С,и работает следующим образом. При отрицательной полуволне U_ВХ конденсатор C заряжается через диод VD до амплитудного значения напряжения U_ВХ. Время заряда составляет четверть периода. При положительной полуволне U_ВХ на нагрузке падает напряжение, амплитудное значение которого приблизительно равно сумме напряжения обмотки трансформатора и напряжения конденсатора C, что составляет величину 2U_ВХ.

Рис. 6Один каскад схемы умножения напряжения

Если к этой схеме в качестве нагрузки последовательно подключить аналогичный умножитель (рис. 7), то постоянное напряжение в нагрузке каскадной схемы умножения напряжения U_ВЫХ = 2 n U_{ВХ m} , где n - число ступеней каскадной схемы.

Рис. 7Каскадная схема умножения напряжения

Данная схема позволяет получить напряжение, составляющее десятки киловольт без использования в выпрямителях повышающих трансформаторов.

Каскадная схема умножения используется при больших значениях сопротивления R_Н. Уровень пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшение величины напряжения нагрузки пропорциональны проходящему по R_Н току.

Задание 1.Изучить работу выпрямителей и умножителей напряжения (рисунки 1-7, файлы L5_v_01.ewb - L5_v_10.ewb).

Задание 2.Для схем, представленных на рис. 1, 2, 4, (файлы L5_v_01.ewb, L5_v_02.ewb, L5_v_04.ewb) измерить и, при необходимости, рассчитать: напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂, обратное напряжение на диодах U_ОБР. Вычислить величину средневыпрямленного значения напряжения Ud и тока I_d в нагрузке. Результаты занести в таблицу 1. Для измерений использовать осциллограф.

Измеренные и рассчитанные величины к заданию 2 Таблица 1

Результаты измерений (табл. 1, схема L5_v_04.ewb) сравнить с данными для схемы, где учитываются параметры (характеристики) используемых элементов (рис. 8, файл L5_v_07.ewb), занести их в табл. 2. При заполнении таблицы использовать показания измерительных приборов. Сравнить результаты моделирования L5_v_01.ewb и L5_v_08.ewb.

Рис. 8 Схема проведения измерений

Измеренные и рассчитанные величины к заданию 2 Таблица 2