სქემის ამოცანების ამოხსნისას არის შემთხვევები, როდესაც აუცილებელია გამომავალი ძაბვის გასაზრდელად ტრანსფორმატორების გამოყენებისგან თავის არიდება. ამის მიზეზი ყველაზე ხშირად აღმოჩნდება მოწყობილობებში გამაძლიერებელი გადამყვანების ჩართვის შეუძლებლობა მათი წონის და ზომის მაჩვენებლების გამო. ასეთ სიტუაციაში გამოსავალი არის მულტიპლიკატორის წრედის გამოყენება.
ძაბვის გამრავლების განმარტება
მოწყობილობა, რაც ნიშნავს ელექტროენერგიის მულტიპლიკატორს, არის წრე, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გადაიყვანოთ ცვლადი ან პულსირებული ძაბვა DC-ზე, მაგრამ უფრო მაღალი მნიშვნელობის. მოწყობილობის გამოსავალზე პარამეტრის მნიშვნელობის ზრდა პირდაპირპროპორციულია მიკროსქემის ეტაპების რაოდენობისა. ყველაზე ელემენტარული ძაბვის მულტიპლიკატორი გამოიგონეს მეცნიერებმა კოკკროფტმა და უოლტონმა.
ელექტრონული ინდუსტრიის მიერ შემუშავებული თანამედროვე კონდენსატორები ხასიათდება მცირე ზომით და შედარებით დიდი ტევადობით. ამან შესაძლებელი გახადა მრავალი სქემის აღდგენა და პროდუქტის სხვადასხვა მოწყობილობებში დანერგვა. ძაბვის მულტიპლიკატორი აწყობილი იყო დიოდებზე და კონდენსატორებზე, რომლებიც დაკავშირებულია საკუთარი თანმიმდევრობით.
ელექტროენერგიის გაზრდის ფუნქციის გარდა, მულტიპლიკატორები ერთდროულად გარდაქმნიან მას AC-დან DC-ში. ეს მოსახერხებელია იმით, რომ მოწყობილობის საერთო წრე გამარტივებულია და ხდება უფრო საიმედო და კომპაქტური. აპარატის დახმარებით შესაძლებელია რამდენიმე ათას ვოლტამდე მატება.
სად გამოიყენება მოწყობილობა
მულტიპლიკატორებმა იპოვეს მათი გამოყენება სხვადასხვა ტიპის მოწყობილობებში, ესენია: ლაზერული სატუმბი სისტემები, რენტგენის ტალღის გამოსხივების მოწყობილობები მათი მაღალი ძაბვის ერთეულებში, თხევადკრისტალური დისპლეის უკანა განათებისთვის, იონის ტიპის ტუმბოები, მოძრავი ტალღის ნათურები, ჰაერის იონიზატორები, ელექტროსტატიკური სისტემები, ნაწილაკების ამაჩქარებლები, კოპირების აპარატები, ტელევიზორები და ოსცილოსკოპები კინესკოპებით, ასევე სადაც საჭიროა მაღალი, დაბალი დენის DC ელექტროენერგია.
ძაბვის გამრავლების პრინციპი
როგორ ფუნქციონირებს წრე, უმჯობესია გადახედოთ ე.წ უნივერსალური მოწყობილობის მუშაობას. აქ ეტაპების რაოდენობა ზუსტად არ არის მითითებული და გამომავალი ელექტროენერგია განისაზღვრება ფორმულით: nUin=Uout, სადაც:
- n არის წრიული ეტაპების რაოდენობა;
- Uin არის ძაბვა, რომელიც გამოიყენება მოწყობილობის შესასვლელში.
დროის საწყის მომენტში, როდესაც პირველი, ვთქვათ, დადებითი ნახევრად ტალღა მოდის წრედში, შეყვანის ეტაპის დიოდი გადასცემს მას თავის კონდენსატორს. ეს უკანასკნელი დამუხტულია შემომავალი ელექტროენერგიის ამპლიტუდაზე. მეორე უარყოფითითნახევრად ტალღა, პირველი დიოდი დახურულია და მეორე ეტაპის ნახევარგამტარი უშვებს მას თავის კონდენსატორთან, რომელიც ასევე დამუხტულია. გარდა ამისა, პირველი კონდენსატორის ძაბვა, რომელიც სერიულად არის დაკავშირებული მეორესთან, ემატება ბოლოს და კასკადის გამომავალი უკვე გაორმაგებულია ელექტროენერგია.
იგივე ხდება ყოველ მომდევნო ეტაპზე - ეს არის ძაბვის მულტიპლიკატორის პრინციპი. და თუ პროგრესს ბოლომდე დააკვირდებით, გამოდის, რომ გამომავალი ელექტროენერგია აჭარბებს შეყვანის რაოდენობას გარკვეული რაოდენობით. მაგრამ როგორც ტრანსფორმატორში, აქაც დენის სიძლიერე შემცირდება პოტენციური სხვაობის მატებასთან ერთად - მოქმედებს ენერგიის შენარჩუნების კანონიც.
მულტიპლიკატორის აგების სქემა
სქემის მთელი ჯაჭვი აწყობილია რამდენიმე რგოლიდან. კონდენსატორზე ძაბვის მულტიპლიკატორის ერთი ბმული არის ნახევრად ტალღის ტიპის გამსწორებელი. მოწყობილობის მისაღებად აუცილებელია ორი სერიით დაკავშირებული ბმული, რომელთაგან თითოეულს აქვს დიოდი და კონდენსატორი. ასეთი წრე არის ელექტროენერგიის გაორმაგება.
ძაბვის გამამრავლებელი მოწყობილობის გრაფიკული გამოსახულება კლასიკურ ვერსიაში გამოიყურება დიოდების დიაგონალური პოზიციით. ნახევარგამტარების ჩართვის მიმართულება განსაზღვრავს რომელი პოტენციალი - უარყოფითი თუ დადებითი - იქნება მულტიპლიკატორის გამოსავალზე მის საერთო წერტილთან მიმართებაში.
უარყოფითი და დადებითი პოტენციალის მქონე სქემების შერწყმით, მოწყობილობის გამოსავალზე მიიღება ბიპოლარული ძაბვის გამაორმაგებელი წრე. ამ კონსტრუქციის თავისებურება ის არის, რომ თუ გაზომავთ დონესელექტროენერგია ბოძსა და საერთო წერტილს შორის და ის 4-ჯერ აჭარბებს შეყვანის ძაბვას, შემდეგ ბოძებს შორის ამპლიტუდის სიდიდე გაიზრდება 8-ჯერ.
მულტიპლიკატორში, საერთო წერტილი (რომელიც დაკავშირებულია საერთო მავთულთან) იქნება ის, სადაც მიწოდების წყაროს გამომავალი დაკავშირებულია კონდენსატორის გამომავალთან, რომელიც დაჯგუფებულია სხვა სერიასთან დაკავშირებულ კონდენსატორებთან. მათ დასასრულს გამომავალი ელექტროენერგია აღებულია ლუწ ელემენტებზე - ლუწი კოეფიციენტზე, კენტ კონდენსატორებზე, შესაბამისად, კენტი კოეფიციენტით..
სატუმბი კონდენსატორები მულტიპლიკატორში
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მუდმივი ძაბვის მულტიპლიკატორის მოწყობილობაში არის გამოცხადებულის შესაბამისი გამომავალი პარამეტრის დაყენების გარკვეული გარდამავალი პროცესი. ამის დანახვის ყველაზე მარტივი გზა ელექტროენერგიის გაორმაგებაა. როდესაც ნახევარგამტარის D1 მეშვეობით C1 კონდენსატორი იტენება მის სრულ მნიშვნელობამდე, შემდეგ ნახევარ ტალღაში ის ელექტროენერგიის წყაროსთან ერთად ერთდროულად იტვირთება მეორე კონდენსატორს. C1-ს არ აქვს დრო, რომ მთლიანად დატოვოს C2-ზე დამუხტვა, ამიტომ გამომავალს თავდაპირველად არ აქვს ორმაგი პოტენციური სხვაობა.
მესამე ნახევარტალღაზე პირველი კონდენსატორი იტენება და შემდეგ მიმართავს პოტენციალს C2-ზე. მაგრამ მეორე კონდენსატორზე ძაბვას უკვე აქვს პირველის საპირისპირო მიმართულება. აქედან გამომდინარე, გამომავალი კონდენსატორი სრულად არ არის დამუხტული. ყოველი ახალი ციკლით, ელექტროენერგია C1 ელემენტზე მიისწრაფვის შეყვანისკენ, C2 ძაბვა გაორმაგდება.
როგორგამოთვალეთ მულტიპლიკატორი
გამრავლების ხელსაწყოს გამოთვლისას უნდა დავიწყოთ საწყისი მონაცემებიდან, რომლებიც არის: დატვირთვისთვის საჭირო დენი (In), გამომავალი ძაბვა (Uout), ტალღის კოეფიციენტი (Kp). კონდენსატორის ელემენტების მინიმალური ტევადობის მნიშვნელობა, გამოხატული uF-ში, განისაზღვრება ფორმულით: С(n)=2, 85nIn/(KpUout), სადაც:
- n არის შეყვანის ელექტროენერგიის გაზრდის რაოდენობა;
- შესული - დენი მიედინება დატვირთვაში (mA);
- Kp – პულსაციის ფაქტორი (%);
- Uout - ძაბვა მიღებული მოწყობილობის გამომავალზე (V).
გათვლებით მიღებული ტევადობის ორჯერ ან სამჯერ გაზრდით, მიიღება კონდენსატორის სიმძლავრის მნიშვნელობა C1 წრედის შესასვლელში. ელემენტის ეს მნიშვნელობა საშუალებას გაძლევთ დაუყოვნებლივ მიიღოთ ძაბვის სრული მნიშვნელობა გამოსავალზე და არ დაელოდოთ პერიოდების გარკვეული რაოდენობის გასვლას. როდესაც დატვირთვის მუშაობა არ არის დამოკიდებული ელექტროენერგიის ნომინალურ გამომუშავებამდე აწევის სიჩქარეზე, კონდენსატორის ტევადობა შეიძლება მივიღოთ გამოთვლილი მნიშვნელობების იდენტური.
საუკეთესოა დატვირთვისთვის, თუ დიოდის ძაბვის მულტიპლიკატორის ტალღოვანი ფაქტორი არ აღემატება 0,1%-ს. ასევე დამაკმაყოფილებელია ტალღების არსებობა 3%-მდე. მიკროსქემის ყველა დიოდი შერჩეულია გაანგარიშებიდან ისე, რომ მათ თავისუფლად გაუძლონ დატვირთვის მნიშვნელობის ორმაგ დენის ძალას. მოწყობილობის მაღალი სიზუსტით გამოთვლის ფორმულა ასე გამოიყურება: nUin - (In(n3 + 9n2/4 + n/2)/(12 f C))=Uout, სადაც:
- f – ძაბვის სიხშირე მოწყობილობის შესასვლელში (Hz);
- C - კონდენსატორის ტევადობა (F).
სარგებელი დანაკლოვანებები
საუბრისას ძაბვის მულტიპლიკატორის უპირატესობებზე, შეგვიძლია აღვნიშნოთ შემდეგი:
გამომავალი ელექტროენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობის მიღების შესაძლებლობა - რაც მეტი რგოლია ჯაჭვში, მით მეტი იქნება გამრავლების კოეფიციენტი
- დიზაინის სიმარტივე - ყველაფერი აწყობილია სტანდარტულ ბმულებზე და საიმედო რადიო ელემენტებზე, რომლებიც იშვიათად იშლება.
- წონა - ნაყარი ელემენტების არარსებობა, როგორიცაა დენის ტრანსფორმატორი, ამცირებს წრედის ზომას და წონას.
ნებისმიერი მულტიპლიკატორის წრედის ყველაზე დიდი მინუსი არის ის, რომ შეუძლებელია მისგან დიდი გამომავალი დენის მიღება დატვირთვის გასაძლიერებლად.
დასკვნა
არჩევა ძაბვის მულტიპლიკატორი კონკრეტული მოწყობილობისთვის. მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რომ დაბალანსებულ სქემებს უკეთესი პარამეტრები აქვთ ტალღის მხრივ, ვიდრე დაუბალანსებელს. ამიტომ მგრძნობიარე მოწყობილობებისთვის უფრო მიზანშეწონილია გამოიყენოთ უფრო სტაბილური მულტიპლიკატორები. ასიმეტრიული, ადვილად გასაკეთებელი, შეიცავს ნაკლებ ელემენტებს.
