8) Схема умножения напряжения, принцип построения, области применения.

В качестве простейшего варианта умножителя напряжения рассмотрим одну из широко применяемых схем удвоения. Рассмотрим работу схемы в пренебрежении током нагрузки, которая может подключаться параллельно емкости С2. В установившемся режиме емкость С1 заряжается до амплитудного значения напряжения трансформатора. Напряжение на емкости С2 определяется максимальным значением суммарного напряжения трансформатора и емкости С1, и равно удвоенному амплитудному значению напряжения трансформатора. Одним из достоинств схемы является то, что благодаря включению емкости С1 последовательно с обмоткой трансформатора, исключается постоянная составляющая тока трансформатора и, следовательно, вызванное ей подмагничивание сердечника, свойственное однополупериодным схемам выпрямления. Развитием данной схемы является многокаскадная схема умножения напряжения, часто используемая в высоковольтной технике. Используя ее можно получать на выходе выпрямителя напряжения, кратные двум амплитудным величинам напряжения трансформатора. При малом потреблении тока нагрузкой напряжение на конденсаторах можно считать постоянным. Конденсатор между узлами 1 и 3 заряжен до амплитудного напряжения трансформатора, остальные – до удвоенной величины того же напряжения. Напряжения в узлах левой части схемы являются пульсирующими, то есть содержащими как постоянную так и переменную составляющие. В данном случае на выходе схемы (точка 4) напряжение холостого хода равно учетверенному амплитудному напряжению трансформатора. При этом важным положительным свойством данной схемы является то, что независимо от числа каскадов, максимальные напряжения на вентилях и конденсаторах не превышают удвоенного напряжения трансформатора, то есть, весьма высокое напряжение может быть получено с использованием относительно низковольтных элементов. Принципиально количество каскадов умножения не ограничено, однако с его ростом увеличивается внутреннее сопротивление выпрямителя (внутренним сопротивлением источника энергии называют отношение уменьшения напряжения на выходе к величине приращения потребляемого тока, вызвавшего это уменьшение. В данной схеме оно пропорционально третьей степени числа каскадов умножения). Для снижения внутреннего сопротивления при фиксированной частоте питающей сети необходимо увеличивать емкости каскадов. Применение умножителей напряжения на частоте сети 50Гц является малоэффективным. Опыт показал, что в этом случае часто эффективнее использовать высоковольтные трансформаторы, не прибегая к умножению или ограничивая число каскадов двумя. Наиболее эффективно использование умножителей напряжения при их питании напряжением высокой частоты от специального преобразователя. При этом внутреннее сопротивление выпрямителя обратно пропорционально частоте. Так, например, в некоторых типах электронно-лучевых мониторов компьютеров и телевизорах напряжение 25 кВ для питания анода кинескопа получается при питании умножителей напряжения частотой 16кГц.