Эрл Гейтс - Введение в электронику

Рис. 27–29. Однополупериодный удвоитель напряжения в течение положительного полупериода входного сигнала.

Как только синусоида меняет знак с положительного на отрицательный, диод D 2отсекается. Это обусловлено тем, что конденсатор С 2удерживает диод D 2смещенным в обратном направлении. Конденсатор С 2разряжается через нагрузку, удерживая напряжение на нагрузке постоянным. Следовательно, он работает также и в качестве фильтрующего конденсатора.

Конденсатор С 2разряжается только в течение положительного полупериода входного сигнала, обеспечивая частоту пульсаций 60 герц (и название однополупериодного удвоителя напряжения). Напряжение, полученное от однополупериодного удвоителя напряжения трудно фильтруется, так как оно имеет частоту пульсаций 60 герц. Другим недостатком этого удвоителя является то, что конденсатор С 2должен быть рассчитан на напряжение, которое, по крайней мере, вдвое превышает максимальное значение входного сигнала переменного тока.

Двухполупериодный удвоитель напряжения свободен от некоторых недостатков однополупериодного удвоителя напряжения. На рис. 27–30 изображена схема цепи, которая работает как двухполупериодный удвоитель напряжения.

Рис. 27–30. Двухполупериодный удвоитель напряжения.

На рис. 27–31 показано, что в течение положительного полупериода входного сигнала конденсатор C 1заряжается через диод D 1до максимального значения входного сигнала переменного тока.

Рис. 27–31. Однополупериодный удвоитель напряжения в течение положительного полупериода входного сигнала.

На рис. 27–32 показано, что в течение отрицательного полупериода конденсатор С 2заряжается через диод D 2до максимального значения входного сигнала.

Рис. 27–32. Двухполупериодный удвоитель напряжения в течение отрицательного полупериода входного сигнала.

Когда входной сигнал переменного тока меняет знак, конденсаторы C 1и С 2последовательно разряжаются через нагрузку. Поскольку каждый конденсатор заряжен до максимального значения входного сигнала, полное напряжение на нагрузке будет в два раза больше максимального значения входного сигнала.

Конденсаторы C 1и С 2заряжаются до достижения максимумов входного сигнала. Так как оба конденсатора заряжаются в течение обоих полупериодов, то частота пульсаций полученного напряжения будет 120 герц. Конденсаторы C 1и С 2суммируют свое напряжение на нагрузке.

Рис. 27–33 представляет схему утроителя напряжения.

Рис. 27–33. Утроитель напряжения.

На рис. 27–34 показано, как положительный полупериод открывает диод D 1, и он начинает проводить. В результате конденсатор C 1заряжается до максимального значения входного сигнала и создает положительный потенциал на диоде D 2.

Рис. 27–34. Утроитель напряжения в течение первого положительного полупериода входного сигнала.

На рис. 27–35 изображено действие отрицательного полупериода входного сигнала. Так как диод D 2теперь смещен в прямом направлении, через него течет ток к конденсатору C 1через конденсатор С 2. Поскольку на конденсаторе C 1 сохранилось напряжение, конденсатор С 2заряжается до удвоенного максимального значения.

Рис. 27–35. Утроитель напряжения в течение отрицательного полупериода входного сигнала.

На рис. 27–36 показан следующий положительный полупериод.

Рис. 27–36. Утроитель напряжения в течение второго положительного полупериода входного сигнала.

В течение этого полупериода на конденсаторе С 2создается разность потенциалов, которая в три раза больше максимального входного значения. Верхняя обкладка конденсатора С 2заряжена положительно до удвоенного максимального значения напряжения. Анод диода D 2имеет положительный потенциал, равный утроенному значению максимального значения напряжения по отношению к земле, следовательно, конденсатор С 3заряжен до утроенного значения максимального значения напряжения. Это напряжение и прикладывается к нагрузке.

27-5. Вопросы

1. Для чего предназначен умножитель напряжения?

2. Нарисуйте схему однополупериодного удвоителя напряжения и объясните, как он работает.

3. Нарисуйте схему двухполупериодного удвоителя напряжения.

4. Нарисуйте схему утроителя напряжения.

5. Какие требования должны предъявляться к конденсаторам, используемым в цепях удвоения и утроения напряжения?