Умножение напряжений

Простейшая схема – схема Латура:

t₁: VD2 запирается и С₂ заряжается через R_H.

(-) полуволна: открывается VD1 и C₂ заряжается от + к -, С₁ - от + к -.

Пусть C₁=C₂=C, постоянная разряда :

[ , так как емкость включена последовательно]

Если (период входного сигнала), то амплитуда пульсаций :

[Т/2 – f_пульс больше в 2 раза, чем f_{вх.сети}]

(чем больше С, тем меньше пульсации)

увеличивается – U₀ → U_m

уменьшается - U₀ → ≈U_m/2

От постоянной времени разряда зависит постоянное напряжение на выходе (U₀).

При необходимости умножения напряжения в 3 и больше раз используются две основные схемы:

(I)

1. в течение первого полупериода (-/+) С₁ заряжается через VD1 до , остальные диоды закрыты и С₂, С₃, С₄ не заряжаются;

2. в течение второго полупериода (+/-) VD1 запирается и начинается заряжаться С₂ до ;

3. в течение третьего полупериода , следовательно, VD1 открыт. через VD3 прикладывается к С₃, и С₃ заряжается до ;

4. в течение четвертого полупериода включается VD2 и VD4, в результате С₂ заряжается до , а С₄ до .

При R=∞ и , , и , то R_H необходимо включить между точками 1 и 2.

Каждая последующая ступень увеличивает максимально U_вых на величину 2U_m (для данной схемы). Чем больше ступеней умножения, тем больше U_вых, больше R_вых каскада и меньше I_H.

Удобство схемы в том, что каждая емкость рассчитана на U<2U_m. Запирающее U на диодах тогда не превышает 2U_m.

(II)

1. в течение первой полуволны (напряжение -/+) одновременно заряжаются С₁ и С₃: U_C1 , U_C3 .

2. в течение второй полуволны (напряжение +/-) начинают заряжаться С₂ и С₄ одновременно: U_C2 , U_C4 .

3. в течение третьей полуволны:

U_C1=U_m

U_C3=U_C2+U_m=3U_m.

Каждый последующий каскад увеличивает суммарное напряжение на U_m: ∆U= U_m. По сравнению с предыдущей схемой данная схема обладает меньшим R_вых, следовательно, больше токи на выходе. Недостаток схемы – каждый последующий конденсатор должен быть рассчитан на большее напряжение: U_{вых. макс.}=n·U_m, где n – число каскадов умножения.