Kur zgjidhni problemet e qarkut, ka raste kur është e nevojshme të largoheni nga përdorimi i transformatorëve për të rritur tensionin e daljes. Arsyeja për këtë më së shpeshti rezulton të jetë pamundësia e përfshirjes së konvertuesve të rritjes në pajisje për shkak të peshës dhe treguesve të madhësisë së tyre. Në një situatë të tillë, zgjidhja është përdorimi i një qarku shumëzues.
Përkufizimi i shumëzuesit të tensionit
Një pajisje, që do të thotë një shumëzues i energjisë elektrike, është një qark që ju lejon të konvertoni tensionin AC ose pulsues në DC, por me një vlerë më të lartë. Rritja e vlerës së parametrit në daljen e pajisjes është drejtpërdrejt proporcionale me numrin e fazave të qarkut. Shumëzuesi më elementar i tensionit në ekzistencë u shpik nga shkencëtarët Cockcroft dhe W alton.
Kondensatorët modernë të zhvilluar nga industria elektronike karakterizohen nga madhësia e vogël dhe kapaciteti relativisht i madh. Kjo bëri të mundur rindërtimin e shumë qarqeve dhe futjen e produktit në pajisje të ndryshme. Një shumëzues tensioni u montua në diodat dhe kondensatorët e lidhur sipas rendit të tyre.
Përveç funksionit të rritjes së energjisë elektrike, shumëzuesit e konvertojnë njëkohësisht atë nga AC në DC. Kjo është e përshtatshme në atë që qarku i përgjithshëm i pajisjes është thjeshtuar dhe bëhet më i besueshëm dhe kompakt. Me ndihmën e pajisjes mund të arrihet një rritje deri në disa mijëra volt.
Ku përdoret pajisja
Multipliatorët kanë gjetur aplikimin e tyre në lloje të ndryshme pajisjesh, këto janë: sistemet e pompimit me lazer, pajisjet e rrezatimit të valëve me rreze X në njësitë e tyre të tensionit të lartë, për ndriçimin e ekraneve me kristal të lëngshëm, pompat e tipit jon, llambat e valëve udhëtuese, jonizuesit e ajrit, sistemet elektrostatike, përshpejtuesit e grimcave, makinat kopjuese, televizorët dhe oshiloskopët me kineskopë, si dhe aty ku kërkohet energji elektrike DC me rrymë të lartë dhe të ulët.
Parimi i shumëzuesit të tensionit
Për të kuptuar se si funksionon qarku, është më mirë të shikoni funksionimin e të ashtuquajturës pajisje universale. Këtu numri i fazave nuk është specifikuar saktësisht, dhe energjia elektrike dalëse përcaktohet nga formula: nUin=Uout, ku:
- n është numri i fazave të qarkut të pranishëm;
- Uin është voltazhi i aplikuar në hyrjen e pajisjes.
Në momentin fillestar të kohës, kur gjysmëvala e parë, le të themi, pozitive vjen në qark, dioda e fazës hyrëse e kalon atë te kondensatori i saj. Kjo e fundit ngarkohet me amplituda e energjisë elektrike në hyrje. Me një negativ të dytëgjysmë-valë, dioda e parë është e mbyllur dhe gjysmëpërçuesi i fazës së dytë e lë atë të shkojë në kondensatorin e tij, i cili gjithashtu është i ngarkuar. Plus, tensioni i kondensatorit të parë, i lidhur në seri me të dytin, i shtohet të fundit dhe prodhimi i kaskadës tashmë është dyfishuar energjia elektrike.
E njëjta gjë ndodh në çdo fazë pasuese - ky është parimi i një shumëzuesi të tensionit. Dhe nëse shikoni përparimin deri në fund, rezulton se energjia elektrike dalëse tejkalon hyrjen me një numër të caktuar herë. Por si në një transformator, forca e rrymës këtu do të ulet me një rritje të diferencës së potencialit - funksionon edhe ligji i ruajtjes së energjisë.
Skema për ndërtimin e një shumëzuesi
I gjithë zinxhiri i qarkut është mbledhur nga disa lidhje. Një lidhje e shumëzuesit të tensionit në kondensator është një ndreqës i tipit gjysmë valë. Për të marrë pajisjen, është e nevojshme të keni dy lidhje të lidhura në seri, secila prej të cilave ka një diodë dhe një kondensator. Një qark i tillë është një dyfishues i energjisë elektrike.
Paraqitja grafike e pajisjes së shumëzuesit të tensionit në versionin klasik duket me pozicionin diagonal të diodave. Drejtimi i ndezjes së gjysmëpërçuesve përcakton se cili potencial - negativ ose pozitiv - do të jetë i pranishëm në daljen e shumëzuesit në lidhje me pikën e tij të përbashkët.
Duke kombinuar qarqet me potenciale negative dhe pozitive, fitohet një qark dypolar dypolar i tensionit në daljen e pajisjes. Një tipar i këtij konstruksioni është se nëse matni nivelinelektriciteti ndërmjet polit dhe pikës së përbashkët dhe e tejkalon tensionin e hyrjes me 4 herë, atëherë madhësia e amplitudës ndërmjet poleve do të rritet me 8 herë.
Në shumëzues, pika e përbashkët (e cila është e lidhur me telin e përbashkët) do të jetë ajo ku dalja e burimit të furnizimit është e lidhur me daljen e një kondensatori të grupuar me kondensatorë të tjerë të lidhur në seri. Në fund të tyre, energjia elektrike dalëse merret në elementë çift - me një koeficient çift, në kondensatorë tek, përkatësisht, në një koeficient tek.
kondensatorë pompimi në shumëzues
Me fjalë të tjera, në pajisjen e shumëzuesit të tensionit konstant, ekziston një proces i caktuar kalimtar i vendosjes së parametrit të daljes që korrespondon me atë të deklaruar. Mënyra më e lehtë për ta parë këtë është duke dyfishuar energjinë elektrike. Kur përmes gjysmëpërçuesit D1, kondensatori C1 ngarkohet në vlerën e tij të plotë, atëherë në gjysmëvalën tjetër, ai së bashku me burimin e energjisë elektrike ngarkon njëkohësisht kondensatorin e dytë. C1 nuk ka kohë të heqë dorë plotësisht nga ngarkimi i tij në C2, kështu që prodhimi fillimisht nuk ka një ndryshim të dyfishtë potencial.
Në gjysmëvalën e tretë, kondensatori i parë ringarkohet dhe më pas aplikon një potencial në C2. Por voltazhi në kondensatorin e dytë tashmë ka një drejtim të kundërt me të parën. Prandaj, kondensatori i daljes nuk është plotësisht i ngarkuar. Me çdo cikël të ri, energjia elektrike në elementin C1 do të priret në hyrje, voltazhi C2 do të dyfishohet në madhësi.
Sillogarit shumëzuesin
Gjatë llogaritjes së pajisjes së shumëzimit duhet nisur nga të dhënat fillestare që janë: rryma e nevojshme për ngarkesën (In), tensioni i daljes (Uout), koeficienti i valëzimit (Kp). Vlera minimale e kapacitetit të elementeve të kondensatorit, e shprehur në uF, përcaktohet me formulën: С(n)=2, 85nIn/(KpUout), ku:
- n është numri i herëve që rritet energjia elektrike hyrëse;
- In - rryma që rrjedh në ngarkesë (mA);
- Kp – faktori i pulsimit (%);
- Uout - voltazhi i marrë në daljen e pajisjes (V).
Duke rritur kapacitetin e marrë nga llogaritjet me dy ose tre herë, fitohet vlera e kapacitetit të kondensatorit në hyrje të qarkut C1. Kjo vlerë e elementit ju lejon të merrni menjëherë vlerën e plotë të tensionit në dalje dhe të mos prisni derisa të kalojë një numër i caktuar periudhash. Kur puna e ngarkesës nuk varet nga shpejtësia e rritjes së energjisë elektrike në prodhimin nominal, kapaciteti i kondensatorit mund të merret identik me vlerat e llogaritura.
Më e mira për ngarkesën nëse faktori i valëzimit të shumëzuesit të tensionit të diodës nuk kalon 0,1%. Prania e valëzimeve deri në 3% është gjithashtu e kënaqshme. Të gjitha diodat e qarkut zgjidhen nga llogaritja në mënyrë që ato të përballojnë lirshëm një forcë aktuale dyfishin e vlerës së saj në ngarkesë. Formula për llogaritjen e pajisjes me saktësi të lartë duket kështu: nUin - (In(n3 + 9n2/4 + n/2)/(12 f C))=Uout, ku:
- f – frekuenca e tensionit në hyrjen e pajisjes (Hz);
- C - kapaciteti i kondensatorit (F).
Përfitimet dhedisavantazhet
Duke folur për avantazhet e shumëzuesit të tensionit, mund të vërejmë sa vijon:
Aftësia për të marrë sasi të konsiderueshme të energjisë elektrike në dalje - sa më shumë hallka në zinxhir, aq më i madh do të jetë faktori i shumëzimit
- Thjeshtësia e dizajnit - gjithçka është mbledhur në lidhje standarde dhe elementë radio të besueshëm që rrallë dështojnë.
- Pesha – mungesa e elementeve të rëndë si transformatori i fuqisë zvogëlon madhësinë dhe peshën e qarkut.
Disavantazhi më i madh i çdo qarku shumëzues është se është e pamundur të merret një rrymë e madhe dalëse prej tij për të fuqizuar ngarkesën.
Përfundim
Zgjedhja e një shumëzuesi të tensionit për një pajisje të caktuar. është e rëndësishme të dihet se qarqet e balancuara kanë parametra më të mirë për sa i përket valëzimit sesa ato të pabalancuara. Prandaj, për pajisjet e ndjeshme është më e përshtatshme të përdoren shumëzues më të qëndrueshëm. Asimetrike, e lehtë për t'u bërë, përmban më pak elementë.
