Источник питания с умножителем напряжения.

 В современных радиоэлектронных устройствах умножители нашли широкое применение. Они используются в телевизионной и медицинской аппаратуре (источники анодного напряжения кинескопов, питания маломощных лазеров), в измерительной технике (осциллографы, приборы для измерения уровня и доз радиоактивного излучения), в приборах ночного видения и электрошоковых устройствах, бытовых и офисных электронных устройствах (ионизаторы, "люстра Чижевского", ксерокопировальные аппараты) и многих других областях техники. Произошло это благодаря главным свойствам умножителей - возможности формировать высокое, до нескольких десятков и сотен тысяч вольт, напряжение при малых габаритах и массе. Еще одно их важное преимущество - простота расчета и изготовления. Умножитель напряжения состоит из включенных определенным образом диодов и конденсаторов и представляет собой преобразователь напряжения переменного тока низковольтного источника в высокое напряжение постоянного тока.

Принцип его работы понятен из рис.7 на котором приведена схема однополупериодного умножителя. Рассмотрим происходящие в нем процессы поэтапно. Во время действия отрицательного полупериода напряжения конденсатор С1 заряжается через открытый диод VD1 до амплитудного значения приложенного напряжения Uа. Когда к входу умножителя приложено напряжение положительного полупериода, конденсатор С2 через открытый диод VD2 заряжается до напряжения 2Uа. Во время следующего этапа - отрицательного полупериода - через диод VD3 до напряжения 2Uа заряжается конденсатор С3. И, наконец, при очередном положительном полупериоде до напряжения 2Uа заряжается конденсатор С4. Очевидно, что запуск умножителя происходит за несколько периодов переменного напряжения. Постоянное выходное напряжение складывается из напряжений на последовательно включенных и постоянно подзаряжаемых конденсаторах С2 и С4 и составляет 4Uа.

Изображенный на рис.7  умножитель относится к последовательным умножителям. Существуют также параллельные умножители напряжения, для которых требуется меньшая емкость конденсатора на ступень умножения.

Наиболее часто применяют последовательные умножители. Они более универсальны, напряжение на диодах и конденсаторах распределены равномерно, можно реализовать большее число ступеней умножения. Имеют свои достоинства и параллельные умножители. Однако такой их недостаток, как увеличение напряжения на конденсаторах с увеличением числа ступеней умножения, ограничивает их применение до выходного напряжения примерно 20 кВ.

Расчет источник питания с умножителем напряжения.

Дано , I=5 mA,

Рассчитываем конденсаторы:

;

;  .

Выбираем 6 конденсаторов К75-15, у которых U=5 кВ, С=0,5 мФ.

Рассчитываем диоды:

 кВ.

Принимаем 6 диодов Д1005А, у которых  кВ

Рассчитываем мощность:

Р=U·I·cosφ=220·5· ·0,9=1 Вт.

Рисунок 10 Схема умножителя

Трансформатор

Трансформатором называется статический электромагнит­ный аппарат, предназначенный для преобразования одной — первичной — системы переменного тока в другую — вторич­ную — той же частоты, имеющую в общем случае другие ха­рактеристики, в частности другое напряжение и другой ток.

Как правило, трансформатор состоит из а) сердечника, набранного из листовой трансформаторной стали, и б) двух или нескольких об­моток, связанных между собой электромагнитно, а в автотрансформа­торе — также и электрически.

Трансформатор, имеющий две обмотки, называется двухобмоточным, трансформатор с тремя или несколькими обмотками — трехобмоточным или многообмоточным. Со­ответственно роду тока различают трансформаторы однофазные, трех­фазные и многофазные. Под обмоткой многофазного трансформатора понимают совокупность всех фазных обмоток одинакового напряже­ния, определенным образом соединенных между собой. Та из обмо­ток трансформатора, к которой подводится энергия переменного тока, называется первичной, другая, от которой энергия отводится, называется вторичной обмоткой. В соответствии с названиями обмоток все величины, относящиеся кпервичной обмотке, как, например, мощность, ток, сопротивление ит. д., тоже называются первичными, а относящиеся ко вторичной обмотке — вторичными.

Обмотка, присоединенная к сети с более высоким напряжением, называется обмоткой высшего напряжения (ВН); обмотка, присоединенная к сети меньшего напряжения, называется обмоткой низшего напряжения (НН). Если вторичное напряжение меньше первичного, то трансформатор называется понижающим, а если больше — повышающим.

Трансформатором с ответвлениями называется трансформатор, обмотки которого имеют специальные ответвления для изменения коэффициента трансформации трансформатора.

Чтобы предотвратить вредное влияние воздуха на изоляцию обмоток и улучшить условия охлаждения трансформатора, его сердечник с находящимися на нем обмотками помещают в бак, заполненный трансформаторным маслом. Такие трансформаторы называются масляными. Трансформаторы, не погружаемые в масло, называются сухими.

Номинальные величины

Номинальные величины трансформаторов — мощность, напряжения, токи, частота и т. д.— указываются на заводском щитке, который должен быть помещен так, чтобы к нему был обеспечен свободный доступ. Однако термин «номинальный» может применяться и к величинам, не указанным на щитке, но относящимся к номинальному режиму, таким, как номинальный к. п. д., номинальные температурные условия охлаждающей среды и т. д.

Номинальным режимом работы трансформатора называется режим, указанный на заводском щитке трансформатора.

Номинальной мощностью трансформатора называется мощность на зажимах вторичной обмотки, указываемая на щитке и выражаемая в киловольт-амперах.

Номинальным первичным напряжением называется напряжение, указанное на щитке трансформатора; если первичная обмотка имеет ответвления, то ее номинальное напряжение отмечается особо.

Номинальным вторичным напряжением называется напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора и при номинальном напряжении на зажимах первичной обмотки; если вторичная обмотка имеет ответвления, то ее номинальное напряжение отмечается особо.

Номинальными токами трансформатора — первичным и вторичным — называются токи, указываемые на щитке трансформатора и вычисленные по соответствующим значениям номинальной мощности и номинальных напряжений. При этом, имея в виду, что к. п. д. трансформатора весьма высок, принимают, что номинальные мощности обеих обмоток равны. Пусть, например, номинальная мощность трехфазного трансформатора P_н = 100 кв·а, номинальные первичное и вторичное напряжения U_lн = 6000 в и U_2н = 230 в. Тогда

 а

и

 а.

Номинальная частота в СССР равна 50 Гц.

Согласно ГОСТ 183—66, кривая напряжения, э. д. с, или тока считается практически синусоидальной, если выраженное в процентах отношение корня квадратного из суммы квадратов амплитуд трех наибольших гармонических составляющих данной периодической кривой к амплитуде ее основной гармонической  оказывается не более 5% для машин и трансформаторов мощностью выше 1000 кв, т. е.

%

При меньших мощностях машин это отношение не должно быть больше 10%.Трехфазная система напряжений или токов считается практически симметричной, если при разложении ее на системы векторов прямой и обратной последовательности оказывается, что величина векторов обратной последовательности не превышает 5% от величины векторов прямой последовательности.