Введение в электронику

На рис. 27–31 показано, что в течение положительного полупериода входного сигнала конденсатор C₁ заряжается через диод D₁ до 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 С₂ заряжается через диод D₂ до максимального значения входного сигнала.

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

Когда входной сигнал переменного тока меняет знак, конденсаторы C₁ и С₂ последовательно 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 C₁ и С₂ заряжаются до достижения максимумов входного сигнала. Так как оба конденсатора заряжаются в течение обоих полупериодов, то частота пульсаций полученного напряжения будет 120 герц. Конденсаторы C₁ и С₂ суммируют 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 D₁, и он начинает проводить. В результате конденсатор C₁ заряжается до максимального значения входного сигнала и создает положительный потенциал на диоде D₂.

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 D₂ теперь смещен в прямом направлении, через него течет ток к конденсатору C₁ через конденсатор С₂. Поскольку на конденсаторе C₁ сохранилось напряжение, конденсатор С₂ заряжается 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 С₂ создается разность потенциалов, которая в три раза больше максимального входного значения. Верхняя обкладка конденсатора С₂ заряжена положительно до удвоенного максимального значения напряжения. Анод диода D₂ имеет положительный потенциал, равный утроенному значению максимального значения напряжения по отношению к земле, следовательно, конденсатор С₃ заряжен 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?

27-6. УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ЦЕПЕЙ

Для защиты нагрузки от неисправности в блоке питания используется цепь защиты от превышения напряжения. На рис. 27–37 изображена схема защиты от превышения напряжения. КУВ, подключенный параллельно нагрузке, в нормальном состоянии закрыт (не проводит).

Рис. 27–37.Цепь защиты от превышения напряжения на основе КУВ.

Если выходное напряжение превышает установленный уровень, КУВ открывается и закорачивает нагрузку. Когда нагрузка закорочена, через нее течет очень маленький ток. Это полностью защищает нагрузку. Однако закорачивание нагрузки не защищает блок питания, так как при этом закорачивается выход блока питания. Это пережигает предохранитель в блоке питания.

Стабилитрон устанавливает уровень напряжения, при котором КУВ открывается. Он защищает нагрузку от напряжений, превышающих напряжение стабилизации. До тех пор, пока приложенное напряжение меньше, чем напряжение стабилизации стабилитрона, он не проводит ток. Это удерживает КУВ в запертом состоянии.