Moltiplicatore di tensione
Cosa succede se si caricano i condensatori in parallelo o uno alla volta, quindi li si collega in serie e si utilizza la batteria risultante come fonte di tensione più elevata? Ma questo è un modo ben noto per aumentare la tensione, chiamato moltiplicazione.
Utilizzando un moltiplicatore di tensione, è possibile ottenere una tensione più elevata da una sorgente a bassa tensione senza la necessità di un trasformatore elevatore per questo scopo. In alcune applicazioni, il trasformatore non funzionerà affatto e talvolta è molto più conveniente utilizzare un moltiplicatore per aumentare la tensione.
Ad esempio, nei televisori fabbricati in URSS, è possibile ottenere una tensione di 9 kV da un trasformatore lineare e quindi già aumentata a 27 kV utilizzando un moltiplicatore UN9 / 27-1.3 (la marcatura indica che 9 kV viene fornito all'ingresso, In uscita si ottengono 27 kV con una corrente di 1,3 mA).
Immagina se dovessi ottenere una tale tensione per un televisore CRT utilizzando un solo trasformatore? Quante spire devono essere avvolte nel suo avvolgimento secondario e quanto sarà spesso il filo? Ciò comporterebbe uno spreco di materiali.Di conseguenza, risulta che per ottenere tensioni elevate, se la potenza richiesta non è elevata, un moltiplicatore è abbastanza adatto.
Un circuito moltiplicatore di tensione, a bassa tensione o ad alta tensione, contiene solo due tipi di componenti: diodi e condensatori.
La funzione dei diodi è quella di dirigere la corrente di carica nei rispettivi condensatori, quindi dirigere la corrente di scarica dai rispettivi condensatori nella giusta direzione in modo da raggiungere l'obiettivo (ottenere un aumento della tensione).
Naturalmente, al moltiplicatore viene applicata una tensione CA o d'onda e spesso questa tensione sorgente viene prelevata dal trasformatore. E all'uscita del moltiplicatore, grazie ai diodi, la tensione sarà ora costante.
Diamo un'occhiata a come funziona il moltiplicatore, usando un duplicatore come esempio. Quando la corrente all'inizio scende dalla sorgente, il vicino condensatore superiore C1 viene caricato per primo e più intensamente attraverso il vicino diodo inferiore D1, mentre il secondo condensatore secondo lo schema non riceve una carica, perché è bloccato da il diodo.
Inoltre, poiché qui abbiamo una sorgente CA, la corrente sale dalla sorgente, ma qui lungo il percorso c'è condensatore carico C1, che ora risulta essere collegato in serie con la sorgente e attraverso il diodo D2, il condensatore C2 riceve una carica a una tensione maggiore, quindi la tensione su di esso è maggiore dell'ampiezza della sorgente (meno le perdite nel diodo, nei fili, nel dielettrico e altri.).).
Inoltre, la corrente si sposta nuovamente verso il basso dalla sorgente: il condensatore C1 viene ricaricato.E se non c'è carico, dopo alcuni periodi la tensione attraverso il condensatore C2 sarà mantenuta a circa 2 tensioni di ampiezza della sorgente. Allo stesso modo, puoi aggiungere più sezioni per ottenere tensioni più elevate.
Tuttavia, all'aumentare del numero di stadi nel moltiplicatore, la tensione di uscita diventa prima sempre più alta, ma poi diminuisce rapidamente. In pratica, nei moltiplicatori vengono usati raramente più di 3 passaggi. Dopotutto, se metti troppi passaggi, le perdite aumenteranno e la tensione delle sezioni distanti sarà inferiore a quella desiderata, per non parlare del peso e delle dimensioni di un tale prodotto.
A proposito, il raddoppio della tensione è tradizionalmente utilizzato nei forni a microonde. MOT (frequenza 50 Hz), ma la triplicazione, in multipli come UN, viene applicata a una tensione ad alta frequenza misurata in decine di kilohertz.
Oggi, in molti campi tecnici dove è richiesta alta tensione con bassa corrente: nella tecnologia laser e a raggi X, nei sistemi di retroilluminazione dei display, nei circuiti di potenza dei magnetron, negli ionizzatori d'aria, negli acceleratori di particelle, nella tecnologia di copiatura, i moltiplicatori si sono ben radicati.