مضاعف الجهد
ماذا لو قمت بشحن المكثفات بالتوازي أو واحدًا تلو الآخر ، ثم قمت بتوصيلها على التوالي واستخدمت البطارية الناتجة كمصدر للجهد العالي؟ لكن هذه طريقة معروفة جيدًا لزيادة الجهد ، تسمى الضرب.
باستخدام مضاعف الجهد ، يمكن الحصول على جهد أعلى من مصدر جهد منخفض دون الحاجة إلى محول تصاعدي لهذا الغرض. في بعض التطبيقات ، لن يعمل المحول على الإطلاق ، وفي بعض الأحيان يكون استخدام المضاعف لزيادة الجهد أكثر ملاءمة.
على سبيل المثال ، في أجهزة التلفزيون المصنعة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، يمكن الحصول على جهد 9 كيلو فولت من محول خطي ثم زيادته بالفعل إلى 27 كيلو فولت باستخدام المضاعف UN9 / 27-1.3 (تعني العلامة أن 9 كيلو فولت يتم توفيرها للمدخل ، يتم الحصول على 27 كيلو فولت بتيار 1.3 مللي أمبير عند الإخراج).
تخيل لو كان عليك الحصول على مثل هذا الجهد لتلفزيون CRT باستخدام محول واحد فقط؟ كم عدد اللفات التي يجب لفها في اللف الثانوي وكم ستكون سماكة السلك؟ هذا من شأنه أن يؤدي إلى هدر المواد.نتيجة لذلك ، اتضح أنه للحصول على الفولتية العالية ، إذا لم تكن الطاقة المطلوبة عالية ، يكون المضاعف مناسبًا تمامًا.
تحتوي دارة مضاعف الجهد ، سواء كانت ذات جهد منخفض أو جهد مرتفع ، على نوعين فقط من المكونات: الثنائيات والمكثفات.
تتمثل وظيفة الثنائيات في توجيه تيار الشحن إلى المكثفات المعنية ، ثم توجيه تيار التفريغ من المكثفات المعنية في الاتجاه الصحيح بحيث يتحقق الهدف (الحصول على جهد متزايد).
بالطبع ، يتم تطبيق جهد التيار المتردد أو الموجة على المضاعف ، وغالبًا ما يتم أخذ جهد المصدر هذا من المحول. وعند خرج المضاعف ، بفضل الثنائيات ، سيكون الجهد الآن ثابتًا.
لنلق نظرة على كيفية عمل المضاعف ، باستخدام المضاعف كمثال. عندما يتحرك التيار في البداية لأسفل من المصدر ، يتم شحن المكثف العلوي القريب C1 أولاً وبشكل مكثف من خلال الصمام الثنائي السفلي القريب D1 ، بينما لا يتلقى المكثف الثاني وفقًا للمخطط شحنة ، لأنه يتم حظره بواسطة الصمام الثنائي.
أيضًا ، نظرًا لأن لدينا مصدر تيار متردد هنا ، ينتقل التيار لأعلى من المصدر ، ولكن هنا على طول الطريق مكثف مشحون C1 ، الذي يتضح الآن أنه متصل على التوالي بالمصدر ومن خلال الصمام الثنائي D2 ، يتلقى المكثف C2 شحنة بجهد أعلى ، وبالتالي يكون الجهد الموجود عليه أعلى من سعة المصدر (مطروحًا منه الخسائر في الصمام الثنائي ، في الأسلاك ، في العازل الكهربائي وغيرها).).
بالإضافة إلى ذلك ، يتحرك التيار مرة أخرى لأسفل من المصدر - يُعاد شحن المكثف C1.وإذا لم يكن هناك حمل ، فسيتم الحفاظ على الجهد عبر المكثف C2 بعد فترات قليلة عند حوالي 2 جهد اتساع للمصدر. وبالمثل ، يمكنك إضافة المزيد من الأقسام للحصول على جهد أعلى.
ومع ذلك ، مع زيادة عدد المراحل في المضاعف ، يصبح جهد الخرج أولاً أعلى وأعلى ، ولكن بعد ذلك ينخفض بسرعة. من الناحية العملية ، نادرًا ما يتم استخدام أكثر من 3 خطوات في المضاعفات. بعد كل شيء ، إذا وضعت العديد من الخطوات ، فستزداد الخسائر ، وسيكون جهد المقاطع البعيدة أقل من المطلوب ، ناهيك عن وزن وأبعاد مثل هذا المنتج.
بالمناسبة ، يتم استخدام مضاعفة الجهد بشكل تقليدي في أفران الميكروويف. MOT (التردد 50 هرتز) ، ولكن يتم تطبيق التضاعف ثلاث مرات ، بمضاعفات مثل الأمم المتحدة ، على جهد عالي التردد يقاس بعشرات كيلوهرتز.
اليوم ، في العديد من المجالات التقنية التي تتطلب جهدًا عاليًا مع تيار منخفض: في تقنية الليزر والأشعة السينية ، في أنظمة الإضاءة الخلفية للعرض ، في دوائر طاقة المغنطرون ، في مؤينات الهواء ، معجلات الجسيمات ، في تقنية النسخ ، يتم تجذير المضاعفات بشكل جيد.