Умножитель напряжения схемаМногие электронщики часто используют схемы питания выполненные по принципу умножения напряжения. Ведь использование умножителя позволяют существенно уменьшить вес и габариты устройства. Для понимания физики работы такого электронного устройства, рассмотрим основные схемотехнические варианты построения таких конструкций. Их можно условно поделить на симметричные и несимметричные умножители. Несимметричные в свою очередь, подразделяются на два вида: первого и второго рода
Все конструкции обычно состоят из конденсаторов и диодов, для получения значений свыше киловольта, нужно применять специальные высоковольтные диоды и неполярные конденсаторы. Эти конструкции широко используют в лазерной технике, в различных высоковольтных конструкциях, например в люстре Чижевского, самодельных электрошокерах, в ионизаторах воздуха, самодельных бытовых дозиметрах Однофазные несимметричные схемы умножения представляют собой последовательное подключение нескольких одинаковых однотактных схем выпрямления с емкостной нагрузкой. 
В схеме каждая последующуя емкость заряжается до более высокого значения. Если ЭДС вторичной обмотки трансформатора направлена от точки а к точке б , то открывается первый диод и идет заряд С1. Этот конденсатор заряжается до U равного амплитуде на вторичной обмотке трансформатора U2m. При изменении ЭДС вторичной обмотки будет идти зарядный ток второго конденсатора по цепи: точка а, С1, VD2, С2, точка б. При этом емкость С2 заряжается до UC2 = U2m+UC1 = 2U2m, так как вторичная обмотка трансформатора и С1 оказались включенными согласованно и последовательно. При очередном изменении направления ЭДС вторичной обмотки начинается заряд С3 по цепи: точка б , С2, VD3, С3 точка а вторичной обмотки. Конденсатор С3 будет заряжаться до напряжения UC3 = U2m+UC2≈ 3U2m и так далее. Т.е, на каждом последующем конденсаторе кратность соответствует формуле: UCn = nU2m.
Необходимое значение умноженного U снимается с одной емкости Сn
Во время отрицательной полуволны емкость С1 заряжается через открытый диод VD1 до амплитудного значения U. Когда к входу приходит положительная волна полупериода, емкость С2 через открытый диод VD2 заряжается до значения 2Ua. Во время следующего цикла отрицательного полупериода через диод VD3 до значения 2U заряжается емкость СЗ. И в результате, при очередной положительной полуволне до 2U заряжается конденсатор С4. 
Очень хорошо видно, что запуск умножителя осуществится за несколько периодов полуволн. Постоянное выходное напряжение сумируется из напряжений на последовательно включенных и постоянно подзаряжаемых емкостях С2 и С4 и равно 4Ua. Изображенный на верхней схеме умножитель относится к последовательному типу. Существуют также параллельные, для которых требуется меньшие номиналы конденсатора на ступень удвоения. 
Наиболее часто радиолюбители используют последовательные умножители. Они более универсальны, напряжение на диодах и конденсаторах разделено приблизительно равномерно, можно осуществить большее число ступеней умножения. Но есть свои плюсы и у параллельных конструкций. Однако их огромный минус, как увеличение напряжения на емкостях с увеличением числа ступеней умножения, ограничивает их использование до номиналов 20 кВ. К достоинствам параллельной схемы, та что в центре рисунка, следует отнести следующие: на емкости С1, СЗ приходит только амплитудное напряжение, нагрузка на диоды одинаковая, достигается приличная стабильность выходного напряжения. Второй умножитель, схема которого приведена ниже. отличают такие характеристики, как возможность выдачи высокой мощности на выходе конструкции, простота в сборке своими руками, одинаковое распределение нагрузки между элементами, большое число ступеней преобразования.
Это мостовая схема у которой в два плеча моста подсоединены диоды VD1 VD2, а в два другие плеча — конденсаторы С1 С2. К одной из диагоналей моста подсоединена вторичная обмотка, к другой нагрузка. Схему удвоения можно представить в виде двух однополупериодных схем, включенных последовательно и работающих от одной вторичной обмотки. В первый полупериод, когда потенциал точки а вторичной обмотки положителен относительно б, откроется вентиль VD1 и начинается заряд С1. Ток в этот момент идет через вторичную обмотку, VD1 и С1. 
Во второй полупериод заряжается С2. Зарядный ток этого конденсатора идет через вторичную обмотку, С2 и VD2. С1 и С2 по отношению к Rн1 (сопротивление нагрузки) включены последовательно, и U на нагрузке равно сумме UC1 + UC2. Основное преимущество данной схемы это повышенная частота пульсации по сравнению с двухфазной схемой и достаточно полное использование трансформатора.
Выходной ток до 50 мА 
Предлагаю схему выпрямителя на два напряжения. В указанном на рис положении переключателя SА1 конденсаторы одинаковой емкости С1 и С2 включены параллельно выходу выпрямителя, и устройство в этом случае работает как обычный мостовой выпрямитель. В другом положении переключателя SА1 конденсаторы включаются последовательно, и переменное напряжение подается в точку их соединения, т.е. выпрямитель будет работать с удвоением напряжения. 
|
   |
