- Для повышения электрического напряжения используются различные схемы преобразователей, основанные на разном принципе действия. Распространенными компонентами, за счет которых и получается сделать увеличение напряжения являются электрический дроссель, трансформатор и конденсатор. Ниже вкратце рассмотрим суть их работы.
Начнем с дросселя. В различных импульсных блоках питания для преобразования электрической энергии применяются дросселя, намотанные на сердечниках из феррита, порошкового железа и т.д. Для примера возьмем обычный дроссель, намотанный на ферритовой гантели и содержащий одну обмотку с двумя выводами.
Когда мы подаем на эту катушку постоянное напряжение определенной величины, через нее начинает протекать ток, который создает вокруг этой катушки электромагнитное поле. С процессом протекания тока через катушку это поле накапливается на этом самом дросселе. Это накопление магнитного поля происходит до момента полного насыщения сердечника дросселя. Стоит учитывать, сила этого магнитного поля зависит от силы тока и от количества витков (чем больше ток и чем больше витков содержит катушка, тем и поле будет больше).
Когда же мы снимаем напряжение с этой катушки, то запасенная в электромагнитном поле энергия в процессе самоиндукции высвобождается. Причем, величина напряжения на концах этой катушки, на короткий промежуток времени, будет гораздо больше той, которая была изначально приложена на данную катушку. Именно это явление позволяет в импульсном режиме использовать катушку дросселя в роли увеличителя электрического напряжения.
Процесс увеличения напряжения на трансформаторе несколько отличается от дросселя, хотя и тот, и другой компонент содержит в себе катушки.
Самый простой вариант трансформатора содержит на своем сердечнике две обмотки – входная (она же первичная) и выходная (она же вторичная). На первичную обмотку мы подаем переменное или импульсное напряжение, а со вторичной снимаем. Суть процесса преобразования одного значения напряжения в другое (или тока) сводится к тому, что имеется прямая зависимость величины напряжения от количества витков. Если у нас количество витков будет одинаковым на входной и выходной обмотке, то какую величину напряжения мы подадим на вход трансформатора, такую же величину и получим на его выходе. Если же наша выходная обмотка будет содержать в два раза больше витков, чем входная, то и напряжение на выходной также будет в два раза больше. То есть, для получения высокого напряжения на трансформаторе важна именно пропорциональность количества витков между первичной и вторичной его обмоткой.
В некоторых устройствах для повышения напряжения используют так называемые умножители напряжения, состоящие из диодов и конденсаторов. И именно конденсаторы являются базовым компонентом, для получения этого самого увеличенного напряжения.
Сам по себе конденсатор не способен увеличивать напряжение. Он всего лишь может при полном накоплении электрического заряда в себе сохранять тот уровень напряжения, который имел источник его заряда. То есть, мы конденсатор подключили к блоку питания на 12 вольт, вот и на конденсаторе после полного его заряда будет эти же 12 вольт. Но вот если мы два одинаковых, полностью заряженных конденсатора (напряжение заряда каждого путь будет по 12 вольт) соединим последовательно друг с другом, то получим на них уже удвоенное напряжение (24 вольта). Будет три конденсатора, получим утроенное и т.д.
Обычный удвоитель (умножитель) напряжения на диодах и конденсаторах собран таким образом, что при работе с переменным напряжением при одной полуволне происходит заряд одного конденсатора, а при второй полуволне (противоположной полярности) заряжается другой конденсатор.
А на выходе этой схемы мы уже имеем сумму напряжений всех ранее заряженных конденсаторов данного умножителя. Чем больше будет диодо-конденсаторных звеньев в таком вот умножителе напряжения, тем и большую степень увеличения напряжения мы получим на выходе этой схемы. Думаю, что смысл увеличения напряжения таким образом уже понятен.
Вот ссылка на видео по теме данной статьи - https://zen.yandex.ru/video/watch/60eeb5a5c7868d1217436f76