Dövrə problemlərini həll edərkən çıxış gərginliyini artırmaq üçün transformatorların istifadəsindən uzaqlaşmaq lazım olan vaxtlar olur. Bunun səbəbi ən çox çəki və ölçü göstəricilərinə görə cihazlara gücləndirici çeviricilərin daxil edilməsinin mümkünsüzlüyü ilə ortaya çıxır. Belə bir vəziyyətdə həll yolu çarpan dövrəsindən istifadə etməkdir.
Gərginlik Multiplikatorunun Tərifi
Elektrik çarpanı mənasını verən cihaz AC və ya pulsasiya edən gərginliyi DC-yə çevirməyə imkan verən, lakin daha yüksək dəyərə malik dövrədir. Cihazın çıxışında parametrin dəyərinin artması dövrənin mərhələlərinin sayı ilə birbaşa mütənasibdir. Mövcud olan ən elementar gərginlik multiplikatoru alimlər Cockcroft və W alton tərəfindən icad edilmişdir.
Elektron sənayesi tərəfindən hazırlanmış müasir kondensatorlar kiçik ölçüləri və nisbətən böyük tutumu ilə xarakterizə olunur. Bu, bir çox sxemləri yenidən qurmağa və məhsulu müxtəlif cihazlara təqdim etməyə imkan verdi. Gərginlik sürətləndiricisi öz qaydasında qoşulmuş diodlar və kondensatorlar üzərində yığılmışdır.
Elektrik enerjisini artırmaq funksiyasına əlavə olaraq, çarpanlar onu eyni vaxtda AC-dən DC-yə çevirir. Bu, cihazın ümumi sxeminin sadələşdirilməsi və daha etibarlı və yığcam olması ilə rahatdır. Cihazın köməyi ilə bir neçə min volta qədər artım əldə etmək olar.
Cihazın istifadə edildiyi yer
Çarpanlar müxtəlif növ cihazlarda tətbiqini tapmışlar, bunlar: lazer nasos sistemləri, yüksək gərginlikli qurğularındakı rentgen dalğası şüalanma cihazları, maye kristal displeyləri işıqlandırmaq üçün, ion tipli nasoslar, səyahət dalğa lampaları, hava ionlaşdırıcıları, elektrostatik sistemlər, hissəcik sürətləndiriciləri, surət çıxaran maşınlar, televizorlar və kineskoplu osiloskoplar, eləcə də yüksək, aşağı cərəyan DC elektrik tələb olunduğu yerlərdə.
Gərginlik çarpanının prinsipi
Dövrənin necə işlədiyini başa düşmək üçün universal deyilən cihazın işinə baxmaq daha yaxşıdır. Burada mərhələlərin sayı dəqiq göstərilməyib və çıxış elektrik enerjisi düsturla müəyyən edilir: nUin=Uout, burada:
- n mövcud dövrə mərhələlərinin sayıdır;
- Uin cihazın girişinə tətbiq olunan gərginlikdir.
Zamanın ilkin anında, məsələn, birinci müsbət yarımdalğa dövrəyə gəldikdə, giriş mərhələsinin diodu onu öz kondansatörünə ötürür. Sonuncu, daxil olan elektrik enerjisinin amplitudasına yüklənir. İkinci mənfi iləyarım dalğa, birinci diod bağlıdır və ikinci pillənin yarımkeçirici onun kondansatörünə getməsinə imkan verir, o da yüklənir. Üstəlik, ikincisi ilə ardıcıl qoşulmuş birinci kondansatörün gərginliyi sonuncuya əlavə edilir və kaskadın çıxışı artıq ikiqat elektrik enerjisidir.
Eyni şey hər bir sonrakı mərhələdə baş verir - bu, gərginlik çarpanının prinsipidir. Və sona qədər irəliləməyə baxsanız, çıxış elektrikinin girişdən müəyyən bir neçə dəfə artıq olduğu ortaya çıxır. Amma transformatorda olduğu kimi burada da potensial fərqin artması ilə cərəyan gücü azalacaq - enerjinin saxlanması qanunu da işləyir.
Çarpan qurmaq üçün sxem
Dövrənin bütün zənciri bir neçə halqadan yığılmışdır. Kondansatördəki gərginlik çarpanının bir əlaqəsi yarım dalğa tipli rektifikatordur. Cihazı əldə etmək üçün hər birində bir diod və bir kondansatör olan iki seriyalı əlaqə lazımdır. Belə bir dövrə elektrikin ikiqatıdır.
Gərginlik çarpan cihazının klassik versiyada qrafik təsviri diodların diaqonal mövqeyi ilə görünür. Yarımkeçiricilərin işə salınma istiqaməti çarpanın ümumi nöqtəsinə nisbətən çıxışında hansı potensialın - mənfi və ya müsbət - mövcud olacağını müəyyən edir.
Sxemləri mənfi və müsbət potensiallarla birləşdirərək cihazın çıxışında ikiqütblü gərginlik dublyor sxemi əldə edilir. Bu tikintinin bir xüsusiyyəti, səviyyəni ölçsənizqütb və ümumi nöqtə arasında elektrik cərəyanı və o, giriş gərginliyini 4 dəfə aşarsa, qütblər arasındakı amplitudanın böyüklüyü 8 dəfə artacaq.
Multiplikatorda ümumi nöqtə (ümumi naqillə birləşdirilən) tədarük mənbəyinin çıxışının digər seriyaya bağlı kondansatörlərlə qruplaşdırılmış kondansatörün çıxışına qoşulduğu nöqtə olacaqdır. Onların sonunda çıxış elektriki cüt elementlər üzrə - cüt əmsalda, tək kondansatörlərdə, müvafiq olaraq, tək əmsalda qəbul edilir.
Çarpanda kondensatorların vurulması
Başqa sözlə, sabit gərginlik çarpanının cihazında elan edilənə uyğun çıxış parametrini təyin etmək üçün müəyyən bir keçid prosesi var. Bunu görməyin ən asan yolu elektrik enerjisini ikiqat artırmaqdır. Yarımkeçirici D1 vasitəsilə C1 kondansatörü tam dəyərinə qədər doldurulduqda, növbəti yarım dalğada elektrik mənbəyi ilə birlikdə eyni vaxtda ikinci kondansatörü doldurur. C1-in C2-yə yüklənmədən tamamilə imtina etməyə vaxtı yoxdur, ona görə də çıxışda ilkin olaraq ikiqat potensial fərq yoxdur.
Üçüncü yarımdalğada birinci kondansatör doldurulur və sonra C2-yə potensial tətbiq edilir. Ancaq ikinci kondansatördəki gərginlik artıq birinciyə əks istiqamətə malikdir. Buna görə çıxış kondansatörü tam doldurulmamışdır. Hər yeni dövrə ilə C1 elementindəki elektrik girişə meyl edəcək, C2 gərginliyi ikiqat artacaq.
Necəçarpanhesablayın
Vurma qurğusunu hesablayarkən ilkin məlumatlardan başlamaq lazımdır, bunlar: yük üçün tələb olunan cərəyan (In), çıxış gərginliyi (Uout), dalğalanma əmsalı (Kp). Kondansatör elementlərinin uF ilə ifadə olunan minimum tutum dəyəri düsturla müəyyən edilir: С(n)=2, 85nIn/(KpUout), burada:
- n daxil olan elektrik enerjisinin neçə dəfə artırıldığıdır;
- Daxil - yükdə axan cərəyan (mA);
- Kp – pulsasiya faktoru (%);
- Uout - cihazın çıxışında qəbul edilən gərginlik (V).
Hesablamalarla alınan tutumu iki və ya üç dəfə artırmaqla, C1 dövrəsinin girişindəki kondansatörün tutumunun qiyməti alınır. Elementin bu dəyəri dərhal çıxışda gərginliyin tam dəyərini əldə etməyə imkan verir və müəyyən sayda dövrlər keçənə qədər gözləməyin. Yükün işi elektrik enerjisinin nominal çıxışa yüksəlmə sürətindən asılı olmadıqda, kondansatörün tutumu hesablanmış dəyərlərlə eyni qəbul edilə bilər.
Diod gərginliyi çarpanının dalğalanma faktoru 0,1%-dən çox olmadıqda yük üçün ən yaxşısıdır. 3%-ə qədər dalğalanmaların olması da qənaətbəxşdir. Dövrənin bütün diodları hesablamadan seçilir ki, yükdə onun dəyərindən iki dəfə çox olan cərəyan gücünə sərbəst şəkildə tab gətirə bilsinlər. Cihazın yüksək dəqiqliklə hesablanması düsturu belə görünür: nUin - (In(n3 + 9n2/4 + n/2)/(12 f C))=Uout, burada:
- f – cihazın girişindəki gərginlik tezliyi (Hz);
- C - kondansatör tutumu (F).
Faydalar vəçatışmazlıqlar
Gərginlik çarpanının üstünlüklərindən danışarkən aşağıdakıları qeyd edə bilərik:
Çıxışda əhəmiyyətli miqdarda elektrik əldə etmək imkanı - zəncirdə nə qədər çox halqa varsa, vurma faktoru da bir o qədər çox olacaq
- Dizayn sadəliyi - hər şey standart keçidlər və nadir hallarda sıradan çıxan etibarlı radio elementləri üzərində yığılıb.
- Çəki – güc transformatoru kimi böyük elementlərin olmaması dövrənin ölçüsünü və çəkisini azaldır.
Hər hansı bir çarpan dövrəsinin ən böyük çatışmazlığı ondan ibarətdir ki, yükü gücləndirmək üçün ondan böyük çıxış cərəyanı əldə etmək mümkün deyil.
Nəticə
Xüsusi cihaz üçün gərginlik çarpanının seçilməsi. balanslaşdırılmış sxemlərin dalğalanma baxımından balanssız olanlardan daha yaxşı parametrlərə malik olduğunu bilmək vacibdir. Buna görə də, həssas cihazlar üçün daha sabit çarpanlardan istifadə etmək daha məqsədəuyğundur. Asimmetrik, hazırlanması asan, daha az elementdən ibarətdir.
