24 Диодные выпрямители с умножением напряжения

Напряжение на вых может быть больше чем развивает вторичная обмотка трансформатора. Наиболее простой вариант схемы выглядит следующим образом.

Это удвоитель напряжения. Схема состоит из 2х последовательно соединенных выпрямителей 1) VD1 и С1, 2) VD2 и C2. Если по вр разорвать то наиболее просто можно понять принцип работы схемы. В первом из полупериодов заряжается конденсатор С1, когда имеет место второй полупериод то первый диод закрыт, а второй открыт, присходит зарядка второго конденсатора. На выходе б. напряжение = . Поскольку схема выпрямляет каждый полупериод напряжения U2 то схема является 2х полупериодной схемой выпрямителя. . Те общее выходное нарряжение в два раза больше чем в обычной мостовой схеме выпрямителя. При подключении наргрузки последовательно соединенные конденсаторы разряжаются на сопротивление нагрузки, при этом , очень часто разрядка интер. уровню пульсации. С1=С2=С; С экв=С/2, fсети=fc.

т о если в схеме удвоения используется один. с мостовой схемой выпрямителя емкости, то при один Uн и Rн уровень пульсации в 2 р больше чем в обычной мостовой схеме.

Некоторые разновидности схем умножителей.

Uн=Uc2

При этом Uc2 разряжается через резистор Rн. Рассмотрим несколько вариантов входного сигнала.1) Предположим на вторичной обмотке тринзистора + сверху – снизу. Тогда С1 и С2 заряжаются через диод VD2 Uc1=Uc2=0.7U2 2) U2-+: Uc1=2^0.5*U2=1.41*U2. C1 презарядим через диод VD1 полярность на Uc1 на -+. 3) U2±:2*2^0.5=2.82U2 при этом С2 подзаряж до 2,82U2, c1- разряжается.4) U2-+: Uc1-+=1.41U2. Если не учитывать разряд С2 на Rн то на выходе схемы Uc2=2.82U2 ( удвоенная амплитуда дейчтвит значения) Данная схела позволяет умноржать на n чисел, при увеличении коэфф умножения на 1 требуется добавить 1 диод и 1 конденсатор.

Диодные стабилизаторы напряжения

Диодные стабилизаторы используют нелинейность ВАХ. Основной задачей является меньшее изменение вых U по сравнению с измен вх U в заданном диапозоне изменения тока нагрузки. Существуют два типа стабилизации, параметрический и компенсационный. Параметрический - использует нелинейность вах, в частности тиками свойствами обладает диод в режиме пробоя. Компенсационный использует принцип автоматического регулирования U кот подвод к нагрузке.

Достоинсва параметрической стабилизации: балластный разистор, полупроводниковый диод, надежность, широкий диапазон входного напряжения 1-150В

э та схема подключается к выпрямителю с фильтром, нагрузка подключена параллельно стабилитрону.

rст=dUст/dIст=ΔUст/ΔIст

П ри изменении U на входе или Rн Uн изменяется незначительно в соответствии с характеристикой стабилитрона. Основной расчет соотношений в схеме.

1. Необходимо правильно выбрать стабилитрон исп в схеме Uном=Uнагр

2. Необходимо обеспечить условия работы стабилизатора такие что

Iстmin≤Icт≤Icтmax. По закону Кирхгофа Iвх=Iнагр+Icт Uвх=Urб+Uнагр

Iст=(Uвх-Uнагр)/Rб-Uнагр/Rнагр.

U нагр изменяется незначительно поэтому его примем const, тогда в условиях изменения тока нагрузки и напряжения входа Iст будет изменяться от минимума до максимума. Imin соотв Umin и Rmin, для максимумов аналогично. Расчет стаб сводится к тому чтобы выбрать соответствующее Rб при котором ток протекающий через стабилитрон был ближе к Iстmin. Поэтому

, Rнmax соответствует режиму нагрузки хх.

В наиболее худшем режиме эт стабилизации-это режим хх и Uвхmax при этом Rн max должен быть

Для оценки теплового режима необходимо рассчитать мощности

Рст=Iст max*Uст, Р_Rбmax=(Uвхmax-Uст)^2/Rб. В процессе изменения схемы при небольшом изменении U напряжение определяется дифференциальным сопротивлением, чем оно ниже тем круче вах, тем выше качество стабилизатора.

Основные показатели качества стабилизаторов

Основными показателями являются 1) Коэффициент стабильности схемы 2) Выходное сопротивление стабилизатора.

Коэффициент стабилизации показывает во сколько раз относительное изменение на входе схемы больше чем на выходе при постоянном напряжении.

Кcт=ΔUвх*Uвых/Uвх*ΔUвых. Идеальный стабилизатор имеет коэффициент стремящийся к бесконечности. Выходное сопротивление Rвых=-ΔUн/ΔIн, при Uвх=const.

Коэффициент стабилизации, входное сопротивление диодного параметрического стабилизатора напряжения

. Если Rн>>rcт, Rб>>rcт, то ΔUн=ΔUвх*rcт/Rб

Кст=Uн*Rб/Uвх*rcт, редко превышает 20-50. Для увеличения коэф стабилизации при том же входном токе надо увеличить входное напряжение, но при этом увеличится мощность рассеивания на балластном резисторе. Иногда применяют источник тока вместо балластного сопротивления, в качестве него часто транзистор с ОБ. Тогда выходное сопротивление стабилизатора определяется его диф сопротивлением . Rвых определяется крутизной вых R. Идеальный стабилизатор имеет нулевое выходное сопротивление как идеальный источник ЭДС.