Схема маселелерин чечүүдө, чыгуу чыңалуусун жогорулатуу үчүн трансформаторлорду колдонуудан баш тартуу зарыл болгон учурлар болот. Мунун себеби көбүнчө алардын салмагы жана өлчөмдөрү боюнча түзмөктөрдө тепкич өзгөрткүчтөрдү кошуу мүмкүн эмес болуп чыгат. Мындай кырдаалда чечим мультипликатордук схеманы колдонуу болуп саналат.
Чыңалуу мультипликаторунун аныктамасы
Электр энергиясынын көбөйткүчүн билдирген түзүлүш – өзгөрүлмө же пульсирлөөчү чыңалууларды туруктуу токко айландырууга мүмкүндүк берүүчү, бирок жогорураак маанидеги чынжыр. Аппараттын чыгышында параметрдин маанисинин өсүшү чынжырдын этаптарынын санына түз пропорционалдуу. Учурдагы эң элементардык чыңалуу мультипликаторун окумуштуулар Коккрофт жана Уолтон ойлоп тапкан.
Электрондук өнөр жай тарабынан иштелип чыккан заманбап конденсаторлор кичинекей өлчөмү жана салыштырмалуу чоң сыйымдуулугу менен мүнөздөлөт. Бул көптөгөн схемаларды кайра курууга жана продуктуну ар кандай түзүлүштөргө киргизүүгө мүмкүндүк берди. Өз тартиби менен туташтырылган диоддорго жана конденсаторлорго чыңалуу көбөйткүчү чогултулду.
Электр энергиясын көбөйтүү функциясынан тышкары, мультипликаторлор аны бир эле учурда ACдан туруктуу токко айландырышат. Бул ыңгайлуу, анткени аппараттын жалпы схемасы жөнөкөйлөштүрүлүп, ишенимдүү жана компакттуу болуп калат. Аппараттын жардамы менен бир нече миң вольтко чейин жогорулатууга жетишүүгө болот.
Түзмөк кайда колдонулат
Мультипликаторлор ар кандай типтеги түзүлүштөрдө колдонулушун тапты, алар: лазердик насостук системалар, жогорку чыңалуудагы агрегаттарындагы рентгендик толкун нурлануу түзүлүштөрү, суюк кристалл дисплейлерди арткы жарыктандыруу үчүн, ион тибиндеги насостор, кыймылдуу толкун лампалары, аба ионизаторлору, электростатикалык системалар, бөлүкчөлөрдүн тездеткичтери, көчүрүү машиналары, телевизорлор жана кинескоптору бар осциллографтар, ошондой эле жогорку, төмөнкү токтогу туруктуу ток талап кылынган жерлерде.
Чыңалуу көбөйтүүчү принциби
Схема кандай иштээрин түшүнүү үчүн универсалдуу деп аталган түзүлүштүн иштешин карап көрүү жакшы. Бул жерде этаптардын саны так көрсөтүлбөйт жана чыгуучу электр энергиясы формула менен аныкталат: nUin=Uout, мында:
- n - схема этаптарынын саны;
- Uin – түзмөктүн киришине колдонулган чыңалуу.
Убакыттын баштапкы моментинде, айталы, биринчи оң жарым толкун чынжырга келгенде, кириш баскычынын диоду аны конденсаторго өткөрөт. Акыркысы келген электр энергиясынын амплитудасына чейин заряддалат. Экинчи терс мененжарым толкун, биринчи диод жабык, ал эми экинчи баскычтагы жарым өткөргүч ал өзүнүн конденсаторуна барууга мүмкүндүк берет, ал дагы заряддалган. Мындан тышкары, экинчиси менен катар туташтырылган биринчи конденсатордун чыңалуусу акыркыга кошулуп, каскаддын чыгышы электр энергиясын эки эсеге көбөйтөт.
Ошол эле нерсе ар бир кийинки этапта болот - бул чыңалуу мультипликаторунун принциби. Ал эми акырына чейинки прогрессти карасаңыз, чыккан электр энергиясы киргенден бир канча эсе ашып кетет экен. Бирок трансформатордогудай эле бул жерде токтун күчү потенциалдар айырмасынын көбөйүшү менен азаят - энергиянын сакталуу мыйзамы да иштейт.
Мультипликаторду түзүү схемасы
Схеманы бүтүндөй чынжыр бир нече звенодон чогултулган. Конденсатордогу чыңалуу көбөйткүчүнүн бир звеносу жарым толкун тибиндеги түзөткүч болуп саналат. Аппаратты алуу үчүн ар биринде диод жана конденсатор бар эки катар туташтырылган звенолор болушу керек. Мындай схема электр энергиясынын дублери болуп саналат.
Классикалык версиядагы чыңалуу көбөйтүүчү түзүлүштүн графикалык көрүнүшү диоддордун диагоналдык абалы менен көрүнөт. Жарым өткөргүчтөрдү күйгүзүү багыты мультипликатордун чыгышында анын жалпы чекитине салыштырмалуу кайсы потенциал – терс же оң – болоорун аныктайт.
Терс жана оң потенциалдар менен чынжырларды айкалыштыруу менен аппараттын чыгышында биполярдык чыңалуунун дублердик схемасы алынат. Бул курулуштун өзгөчөлүгү, эгерде сиз деңгээлин өлчөөуюл менен жалпы чекиттин ортосундагы электр энергиясы жана ал кириш чыңалуудан 4 эсе ашса, анда полюстун ортосундагы амплитуданын чоңдугу 8 эсеге көбөйөт.
Көбөйткүчтө жалпы чекит (жалпы зымга туташтырылган) камсыздоо булагынын чыгышы башка сериялуу туташкан конденсаторлор менен топтоштурулган конденсатордун чыгышына туташтырылган чекит болот. Алардын аягында чыккан электр энергиясы жуп элементтерде - жуп коэффициентте, так конденсаторлордо, тиешелүүлүгүнө жараша, так коэффициентте алынат.
Мультипликатордогу насостук конденсаторлор
Башкача айтканда, туруктуу чыңалуу мультипликаторунун түзүлүшүндө жарыяланганга туура келген чыгуу параметрин коюунун белгилүү бир өткөөл процесси бар. Муну көрүүнүн эң оңой жолу - электр энергиясын эки эсе көбөйтүү. Жарым өткөргүч D1 аркылуу С1 конденсатору толук маанисине чейин заряддалганда, кийинки жарым толкунда ал электр булагы менен бир убакта экинчи конденсаторду заряддайт. C1дин зарядын C2ге чейин толук таштоого убактысы жок, андыктан чыгарууда башында эки эселенген потенциалдык айырма жок.
Үчүнчү жарым толкунда биринчи конденсатор кайра заряддалып, андан кийин C2ге потенциал колдонулат. Бирок экинчи конденсатордогу чыңалуу биринчисине карама-каршы багытка ээ. Демек, чыгаруу конденсатору толук заряддалган эмес. Ар бир жаңы цикл менен C1 элементиндеги электр энергиясы киргизүүгө тенденцияланат, C2 чыңалуусу эки эсеге көбөйөт.
Кантипмультипликаторду эсептөө
Көбөйтүү приборун эсептөөдө баштапкы маалыматтардан баштоо керек, алар: жүккө керектүү ток (In), чыгуу чыңалуу (Uout), толкун коэффиценти (Кп). Конденсатор элементтеринин сыйымдуулуктун минималдуу мааниси, uF менен туюнтулган, формула менен аныкталат: С(n)=2, 85nIn/(KpUout), мында:
- n - кирүүчү электр энергиясы канча жолу көбөйтүлөт;
- In - жүктө агып жаткан ток (мА);
- Kp – пульсация фактору (%);
- Uout - түзмөктүн чыгышында алынган чыңалуу (V).
Эсептөөлөрдөн алынган сыйымдуулукту эки-үч эсе көбөйтүү менен С1 схемасынын киришиндеги конденсатордун сыйымдуулугунун мааниси алынат. Элементтин бул мааниси чыгыштагы чыңалуунун толук маанисин дароо алууга мүмкүндүк берет, ал эми белгилүү бир сандагы мезгил өткөнгө чейин күтпөй. Жүктүн иштөөсү электр энергиясынын номиналдык чыгарууга көтөрүлүү ылдамдыгынан көз каранды болбогондо, конденсатордун сыйымдуулугу эсептелген чоңдуктарга окшош кабыл алынышы мүмкүн.
Диоддун чыңалуу мультипликаторунун толкун коэффициенти 0,1% ашпаса, жүктөө үчүн эң жакшы. 3%ке чейинки толкундардын болушу да канааттандырарлык. Схемадагы бардык диоддор жүктө анын маанисинен эки эсе ашкан токтун күчүн эркин көтөрө ала тургандай кылып эсептөөдөн тандалып алынат. Аппаратты жогорку тактык менен эсептөө формуласы төмөнкүдөй көрүнөт: nUin - (In(n3 + 9n2/4 + n/2)/(12 f C))=Uout, мында:
- f – түзмөктүн киришиндеги чыңалуу жыштыгы (Гц);
- C - конденсатор сыйымдуулугу (F).
Артыкчылыктар жанакемчиликтер
Чыңалуу мультипликаторунун артыкчылыктары жөнүндө сөз кылып жатып, төмөнкүлөрдү белгилей алабыз:
Чыгышта олуттуу көлөмдөгү электр энергиясын алуу мүмкүнчүлүгү - чынжырдагы шилтемелер канчалык көп болсо, көбөйтүү коэффициенти ошончолук чоң болот
- Дизайндын жөнөкөйлүгү - баары стандарттык шилтемелерде жана сейрек иштебей калган ишенимдүү радио элементтерде чогултулган.
- Салмак – кубаттуулук трансформатору сыяктуу көлөмдүү элементтердин жоктугу чынжырдын көлөмүн жана салмагын азайтат.
Көбөйтүүчү схеманын эң чоң кемчилиги - жүктү кубаттоо үчүн андан чоң чыгуучу токту алуу мүмкүн эмес.
Тыянак
Кайсы бир түзмөк үчүн чыңалуу көбөйткүчүн тандоо. тең салмактуу схемалар тең салмактуу эместерге караганда быдырлоо жагынан жакшыраак параметрлерге ээ экенин билүү маанилүү. Ошондуктан, сезгич түзүлүштөр үчүн туруктуураак көбөйткүчтөрдү колдонуу максатка ылайыктуу. Асимметриялуу, жасоо оңой, элементтери азыраак.
