آموزشی: طرز کار چند برابر کننده ولتاژ شوکر

[غزال]

طرز کار چند برابر کننده ولتاژ شوکر
​

سلام

چند برابر کننده ها نیاز به ولتاژ متناوب دارند و لذا ولتاژ متناوب را با استفاده از یک ترانزیستور بعنوان اسیلاتور قدرت و یک ترانس مهیا میکنیم و حالا تا آنجا که دوست داشته باشیم میتوانیم با خازن و دیود و بشرح زیر آنرا چندین برابر کنیم

البته در مواردی مانند فندک اجاق گاز و یا برخی از حشره کش ها که برق شهر در دسترس است نیاز به اسیلاتور فوق نیست و از همان برق متناوب شهری بعنوان ورودی چند برابر کننده استفاده میشود.

و طرز کار آن بشرح زیر است

زمانیکه برق شهری در نیم سیکلی است که مطابق مدار فوق سیم پایینی مثبت باشد و بالا منفی باشد دراینصورت مثبت از دیود 1 عبور کرده و به خازن C1 میرسد و منفی برق شهر هم که مستقیما به این خازن متصل است و لذا C1 با ولتاژ 310 ولت شارژ میشود ( زیرا ولتاژ موثر برق شهر در ایران 220 ولت و لذا ماکزیمم ولتاژ برق شهر 310 ولت است )

بنابرین تا اینجا در C1 ولتاژ 310 ولت داریم
حالا در نیم سیکل بعدی که سیم بالایی برق شهر ، مثبت شده و سیم پایینی ، منفی میشود بشرح پست بعد عمل میکند.


بقیه پست بعد

 

[غزال]

طرز کار چند برابر کننده ولتاژ شوکر
​

بنابرین تا اینجا در C1 ولتاژ 310 ولت داریم
و حالا که نیم سیکل بعدی از راه رسیده و سیم بالایی برق شهر ، مثبت شده و سیم پایینی ، منفی شده مطابق شکل زیر عمل میکند.

همانطورکه در این نیم سیکل می بینیم مثبت برق شهر به منفی خازن C1 متصل شده فلذا چون مثبت این منبع به منفی منبع دیگر ( C1 ) متصل و سری شده بنابرین ولتاژشان با هم جمع میشود ( بطوریکه میتوانید بجای این دو منبع یک باطری فرض کنید یعنی یک باطری 620 ولتی بجای دو باطری 310 ولتی که منفی یکی به مثبت دیگری متصل شده )

دراینصورت در نقطه A نسبت به نقطه B مقدار 620 ولت داریم یعنی
310 ( برق شهر ) + (C1 خازن) 310 = ولت 620

و بعبارتی مطایق شکل زیر بجای قطعات سمت چپ A, B یک باطری 620 ولتی جایگزین میکنیم که مثبت آن به نقطه A و منفی این باطری 620 ولتی به نقطه B متصل باشه

باین ترتیب همانطور که در شکل می بینید منفی باطری 620 ولتی به منفی خازن C2 متصله
و مثبت این باطری از طریق دیود 2 به مثبت خازن C2 میرسه و لذا C2 با ولتاژ 620 ولت شارژ میشه

( البته نکته هایی جهت رسیدن ولتاژ به 620 ولت وجود داره که فعلا جهت سادگی تحلیل مطرح نمیکنم )

حالا ، نیم سیکل بعدی میاد و در پست بعد می بینیم چه اتفاقی میافته

 

[غزال]

حالا درحالیکه C1 مقدار 310 ولت و C2 مقدار 620 ولت داره ، 310 ولت سیکل بعدی از راه میرسه و سیم بالایی برق شهر ، منفی میشه و پایین مثبت میشه که بصورت شکل زیر است

و لذا اگر بجای C1 و C2 و برق شهر 3 باطری بگذاریم می بینیم منفی برق شهر ( 310 ولت) به منفی C1 (ولت310 ) متصله و لذا ماننددو باطری است که منفی به منفی متصل و سری شده اند بنابرین ولتاژشان از همدیگر کم میشود و چون هر دو 310 ولتند بنابرین جمع این دو باطری صفر ولت میشه پس بجای ( C1 و برق شهر ) که جمعا صفر ولت شده میتوانیم ، سیم یا اتصال کوتاه بگذاریم

و مطابق شکل زیر فقط ولتاژ c2 می مونه که 620 ولته
پس بجای c2 یک باطری 620 ولتی و بجای مجموع برق شهر و c1 هم سیم گذاشتیم (مطابق شکل زیر )

​

و لذا همانطورکه مطابق شکل فوق می بینید ، منفی این باطری فرضی 620 ولتی به منفی C3 متصله
و مثبت باطری فرضی از طریق دیود سوم به مثبت خازن C3 میرسه لذا C3 هم با 620 ولت شارژ میشه

وبهمین ترتیب با هر سیکل ، خازن بعدی شارژ میشه و تا آخر ادامه می یابد بطوریکه فقط خازن C1 دارای 310 ولت و بقیه خازنها تا آخرین خازن دارای 620 ولت میشن

بعبارت دیگر همیشه خازن اول به اندازه Vm ( ماکزیمم ولتاژ ) شارژ میشه و بقیه خازنها به اندازه 2Vm ( دوبرابر ماکزیمم ولتاژ ) شارژ میشه

محاسبه ولتاژ خروجی چند برابر کننده
​

حالا پس از چندین سیکل که همه خازنها پر شدند اگه بجای هر خازن یک باطری فرض کنید میتوانید ولتاژ خروجی را محاسبه کنید و فقط کافیه ولتاژ خازنهایی که بین دو سیم خروجی ( خازنهای پایینی ) قرار گرفته با هم جمع کنید

مثلا در این مدار دو خازن بین دو سیم خروجی هست ( C2 , C4 ) که هر کدام 620 ولته و بنابرین ولتاژ خروجی 1240 ولته
و اگه دیود و خازنها را ادامه دهید که 3 خازن در پایین بین خروجی قرار بگیره ولتاژ خروجی 1860 ولت میشه
و اگه 5 خازن در پایین بین دو سیم خروجی قرار بگیره ولتاژ 3100 ولت تولید میکنه
و قس علیهذا

اگر ابهام و سوالی هست یا نحوه تحلیلم برای شما قابل درک نیست لطفا اعلام فرمایید. تا بازنگری و اصلاح کنم.

سپاس

 

[غزال]

سلام

قابل ذکر است که از این مدار چند برابر کننده در هایولتاژ تلویزیون ها هم استفاده میشه

چون عایق کردن سیم پیچ ولتاژ بالا خیلی سخته و احتمال جرقه بین سیمها را افزایش میده و لذا خروجی ترانس هایولتاژ خیلی بالا نیست و با این مدار به مقدار لازم میرسه که در گذشته ، خارج از ترانس هایولتاژ نصب میشد و اکنون در داخل ترانس هایولتاژ

بطوریکه یکی از مزایای قابل توجه این شیوه اینه که مهار کردن هایولتاژ متناوب بسیار سخت تر از هایولتاژ DC است و در ترانس های هایولتاژ کنونی هایولتاژ متناوب از ترانس خارج نمیشه که مهارش سخت باشه ( برخلاف روش قدیمی )

سپاس

 

[ساخر]

با سلام
تاثیر ظرفیت خازن در چند برابر کننده ها چیست مثلا در مدار ذکر شده اگر خازن یک میکرو فاراد یا یک پیکو فاراد قرار گیرد مقدار ولتاژ خروجی چقدر خواهد بود
با تشکر

 

[غزال]

با سلام
تاثیر ظرفیت خازن در چند برابر کننده ها چیست مثلا در مدار ذکر شده اگر خازن یک میکرو فاراد یا یک پیکو فاراد قرار گیرد مقدار ولتاژ خروجی چقدر خواهد بود
با تشکر

سلام

جناب ساخر بسیار عزیزم که همواره مورد لطف و عنایت شما هستم.

ظرفیت خازن هیچگونه اثری در مقدار ولتاژ بی باری خروجی نداره

یعنی خازنها چه 1000 میکرو چه 1 پیکو باشند ولتاژ خروجی بی باری ثابته و تغییری نمیکنه و مثلا با 2 دیود و 2 خازن ، در هر حالت از برق شهر 620 ولت ساخته میشه
با این تفاوت که با 1000 میکرو جریان خیلی زیادی میتونه بده ولی با 1 پیکو جریان بسیار بسیار ضعیفی میده

یعنی اگه یک لامپ قابل توجه 620 ولتی بهش متصل کنی کم نمیاره و ولتاژش افت نمی کنه ولی با خازن 1 نانو زورش نمیرسه و لامپ را روشن نمیکنه و ولتاژش شدیدا افت میکنه

دلیل این موضوع به تفصیل در تاپیک زیر مطرح شده (تحلیل دو برابر کننده )

http://www.irantk.ir/showthread.php?t=44019&p=236091&viewfull=1#post236091

بهمین دلیل اگر فاصله بین میله های حشره کش کثیف بشه و جریان ناچیزی بکشه ولتاژش اونقدر کم میشه که دیگه نمیتونه حشرات رو بکشه

نکته خوبی مطرح فرمودید و ممنونم
سپاس

 

[09130911970]

سلام
نوع دیود به کار رفته چیه ؟
خازن های به کار رفته در مدار باید چند ولت باشه ؟(منظورم مقدار استانداردشه که در بازار موجوده)
آیا باید مقاومتی هم با مدار سری کرد یا نه ؟

 

[غزال]

سلام
نوع دیود به کار رفته چیه ؟
خازن های به کار رفته در مدار باید چند ولت باشه ؟(منظورم مقدار استانداردشه که در بازار موجوده)
آیا باید مقاومتی هم با مدار سری کرد یا نه ؟

سلام

معمولا در دستگاههای موجود بازار از قطعات ایدهآل استفاده نمیشه که نون قطع نشه
اگر با استفاده از برق شهر مورد نظر شماست دیود 1N4007 و خازن 1000 ولتی ایده آله

ولی در مجموع ولتاژ قابل تحمل دیود و خازن باید از دو برابر ولتاژ ماکزیمم بیشتر باشه هرچه بیشتر بهتر
البته در حد معقول نه 20 گیگا ولت بجای 1000 ولت که با کامیون حمل کنیم

سپاس

 

[09130911970]

آیا این خازن ها باید ac باشند یا dc ؟
باتشکر

 

[غزال]

آیا این خازن ها باید ac باشند یا dc ؟
باتشکر

سلام
خازن AC پلاریته نداره ولی اگر در نقشه دقت کنید پلاریته خازنها مشخص شده و لذا DC است.

سپاس