- Бываю случаи, когда в руки попадается подходящий по мощности и размерам сетевой трансформатор, но на его выходе (вторичной обмотке) недостаточное напряжение, хотя есть излишний запас по току. Если есть желание и возможность перемотать выходную обмотку, то можно и таким способом адаптировать данный трансформатор под свои нужны. Но не редко бывает, когда в силу своей особенной конструкции не представляется возможным сделать перемотку вторичной обмотки. Выходом из такой ситуации будет использование простой схемы диодо-конденсаторного увеличителя напряжения. Ниже представлена классическая схема удвоителя напряжения.
Сразу стоит заметить, что подобные схемы при увеличении напряжения будут терять в силе тока. Ведь мощность трансформатора у нас не меняется, и мы за счет увеличенного расхода энергии, тока, сначала заряжаем все конденсаторы в схеме, после чего уже на выходе получаем суммированное напряжение. То есть, принцип действия этого увеличителя напряжения заключается в следующем.
На выходе трансформатора (на его вторичной обмотке) мы имеем переменное напряжение, которые периодически изменяет свою полярность с частотой 50 герц.
Схема диодного удвоителя построена таким образом, что в один полупериод переменного напряжения происходит заряд одного конденсатора, а в противоположный полупериод заряжается второй конденсатор. Попеременному заряду конденсаторов способствуют диоды, которые включены противоположным образом относительно друг друга. Поскольку конденсаторы между собой включены последовательно, то между ними мы уже получим общую сумму их напряжений. Вот вам и удвоение напряжение. В схемах где используются, допустим, три конденсатора, будет происходит утроение напряжения, ну и так далее.
Но тут новичку стоит учитывать еще одни немаловажный момент, а именно. Когда мы измеряем переменное напряжение на выводах выходной обмотки трансформатора, то на вольтметре мы видим действующую величину этого напряжения, которое в 1,41 меньше амплитудного значения. Каждый конденсатор удвоителя напряжения заряжается именно до амплитудной величины. Следовательно, на выходе такого удвоителя напряжения мы получим напряжение, увеличенное даже больше, чем в два раза, относительно того напряжения, что мы увидим на экране вольтметра при измерении напряжения на выходной обмотки до схемы удвоителя.
Вот пример, нам в руки попался сетевой трансформатор, которые на выходной обмотке имеет напряжение 10 вольт, ток он может обеспечить до 3 ампер. Напряжение в 10 вольт нам не нужно, но вот нужно напряжение в 24 вольта. Собираем схему удвоителя напряжения, подключаем ее к нашему трансформатору. В итоге на выходе имеем уже не 10 вольт, а 28,2 вольта. Для тех, кто не понял – 10 вольт действующего значения напряжения будет равно 14,1 амплитудного значения, до которого будет заряжаться каждый конденсатор. На одном конденсаторе 14,1 вольта, и на втором 14,1 вольта, в сумме на выходе удвоителя мы уже получим 28,2 вольта. При этом с данного блока питания уже можно будет получить не изначальные 3 ампер, а в половину меньше, то есть 1,5 ампер.
При использовании, допустим, обычного линейного стабилизатора LM317 (который выдерживает ток до 1,5А) на выходе этого удвоителя напряжения можно уже получить стабилизированные 24 вольта, и ток до 1,5 ампер.
Причем, для нормальной работы этого стабилизатора желательно, чтобы разница между входным и выходным напряжением была не меньше чем 4 вольта. Вот и получается, с удвоителя выходит 28,2 вольта, стабилизатор LM317 заберет свои 4 вольта, и на выходе будем иметь нужные нам 24V. Использование подобного стабилизатора нам позволит иметь на выходе минимальные пульсации. Хотя они еще будут зависеть и от емкости используемый конденсаторов.
Что касается компонентов этой схемы, так тут можно сказать следующее. При подборе диодов нужно учитывать, в первую очередь, максимальный прямой ток диода (делая запас примерно в 1,5 раза), и максимальное обратное напряжение. Хотя у современных диодов это значение и так достаточно большое (к примеру у диодов 1N4007 оно равно 1000 вольт).
От емкости конденсатора будут зависеть величина пульсаций под определенной нагрузкой. С увеличением тока нагрузки, при одной и той же емкости конденсаторов, буду увеличиваться пульсации на выходе удвоителя напряжения. Следовательно, сначала мы определяемся, какая именно нагрузка будет подключаться к нашей схеме увеличителя напряжения, и какая величина пульсаций допустима для нашего устройства (нагрузки), после чего уже делаем подбор емкостей конденсаторов. Напряжение конденсаторов, естественно, не должно быть меньше рабочего напряжения (должен быть также запас не менее чем в 1,2 раза).
Вот видео по этой теме - https://dzen.ru/video/watch/60d4197e5b23a43cd1e0c0e0
