सर्किट की समस्याओं को हल करते समय कई बार आउटपुट वोल्टेज बढ़ाने के लिए ट्रांसफॉर्मर के उपयोग से दूर होना आवश्यक हो जाता है। इसका कारण अक्सर उनके वजन और आकार संकेतकों के कारण उपकरणों में स्टेप-अप कन्वर्टर्स को शामिल करने की असंभवता होती है। ऐसे में इसका समाधान गुणक परिपथ का उपयोग करना है।
वोल्टेज गुणक परिभाषा
एक उपकरण, जिसका अर्थ है एक बिजली गुणक, एक सर्किट है जो आपको एसी या स्पंदनशील वोल्टेज को डीसी में बदलने की अनुमति देता है, लेकिन उच्च मूल्य का। डिवाइस के आउटपुट पर पैरामीटर के मूल्य में वृद्धि सर्किट के चरणों की संख्या के सीधे आनुपातिक है। अस्तित्व में सबसे प्राथमिक वोल्टेज गुणक का आविष्कार वैज्ञानिकों कॉकक्रॉफ्ट और वाल्टन ने किया था।
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग द्वारा विकसित आधुनिक कैपेसिटर छोटे आकार और अपेक्षाकृत बड़े कैपेसिटेंस की विशेषता है। इससे कई सर्किटों का पुनर्निर्माण करना और उत्पाद को विभिन्न उपकरणों में पेश करना संभव हो गया। एक वोल्टेज गुणक को डायोड और कैपेसिटर पर उनके अपने क्रम में जोड़ा गया था।
बिजली बढ़ाने के कार्य के अलावा गुणक एक साथ इसे एसी से डीसी में परिवर्तित करते हैं। यह सुविधाजनक है कि डिवाइस की समग्र सर्किटरी सरल हो जाती है और अधिक विश्वसनीय और कॉम्पैक्ट हो जाती है। डिवाइस की मदद से कई हजार वोल्ट तक की बढ़ोतरी हासिल की जा सकती है।
जहां डिवाइस का उपयोग किया जाता है
मल्टीप्लायरों ने विभिन्न प्रकार के उपकरणों में अपना आवेदन पाया है, ये हैं: लेजर पंपिंग सिस्टम, उनकी उच्च वोल्टेज इकाइयों में एक्स-रे तरंग विकिरण उपकरण, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, आयन-टाइप पंप, ट्रैवलिंग वेव लैंप, बैकलाइटिंग के लिए, एयर आयोनाइज़र, इलेक्ट्रोस्टैटिक सिस्टम, कण त्वरक, कॉपी मशीन, टेलीविज़न और ऑसिलोस्कोप के साथ किनेस्कोप, साथ ही जहां उच्च, निम्न-वर्तमान डीसी बिजली की आवश्यकता होती है।
वोल्टेज गुणक का सिद्धांत
यह समझने के लिए कि सर्किट कैसे कार्य करता है, तथाकथित सार्वभौमिक उपकरण के संचालन को देखना बेहतर है। यहां चरणों की संख्या बिल्कुल निर्दिष्ट नहीं है, और आउटपुट बिजली सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: nUin=Uout, जहां:
- n मौजूद सर्किट चरणों की संख्या है;
- Uin डिवाइस के इनपुट पर लगाया जाने वाला वोल्टेज है।
समय के प्रारंभिक क्षण में, जब पहली, मान लीजिए, सकारात्मक अर्ध-तरंग सर्किट में आती है, इनपुट चरण डायोड इसे अपने संधारित्र में भेजता है। उत्तरार्द्ध को आने वाली बिजली के आयाम के लिए चार्ज किया जाता है। एक दूसरे नकारात्मक के साथहाफ-वेव, पहला डायोड बंद है, और दूसरे चरण का सेमीकंडक्टर इसे अपने कैपेसिटर में जाने देता है, जो चार्ज भी होता है। साथ ही, पहले संधारित्र का वोल्टेज, दूसरे के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, पिछले एक में जोड़ा जाता है और कैस्केड का उत्पादन पहले से ही दोगुना बिजली है।
प्रत्येक बाद के चरण में ऐसा ही होता है - यह वोल्टेज गुणक का सिद्धांत है। और यदि आप प्रगति को अंत तक देखते हैं, तो यह पता चलता है कि आउटपुट बिजली एक निश्चित संख्या में इनपुट से अधिक है। लेकिन जैसा कि एक ट्रांसफार्मर में होता है, संभावित अंतर में वृद्धि के साथ यहां वर्तमान ताकत कम हो जाएगी - ऊर्जा के संरक्षण का नियम भी काम करता है।
गुणक निर्माण की योजना
सर्किट की पूरी श्रृंखला कई कड़ियों से इकट्ठी की जाती है। संधारित्र पर वोल्टेज गुणक की एक कड़ी एक अर्ध-तरंग प्रकार का दिष्टकारी है। डिवाइस प्राप्त करने के लिए, दो श्रृंखला-जुड़े लिंक होना आवश्यक है, जिनमें से प्रत्येक में एक डायोड और एक कैपेसिटर है। ऐसा सर्किट बिजली का दोगुना है।
क्लासिक संस्करण में वोल्टेज गुणक डिवाइस का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व डायोड की विकर्ण स्थिति के साथ दिखता है। अर्धचालकों पर स्विच करने की दिशा निर्धारित करती है कि कौन सी क्षमता - नकारात्मक या सकारात्मक - गुणक के आउटपुट पर उसके सामान्य बिंदु के सापेक्ष मौजूद होगी।
नकारात्मक और सकारात्मक क्षमता वाले सर्किट को मिलाकर, डिवाइस के आउटपुट पर एक बाइपोलर वोल्टेज डबलर सर्किट प्राप्त होता है। इस निर्माण की एक विशेषता यह है कि यदि आप स्तर को मापते हैंध्रुव और उभयनिष्ठ बिंदु के बीच बिजली और यह इनपुट वोल्टेज से 4 गुना अधिक हो जाती है, तो ध्रुवों के बीच के आयाम का परिमाण 8 गुना बढ़ जाएगा।
गुणक में, सामान्य बिंदु (जो सामान्य तार से जुड़ा होता है) वह होगा जहां आपूर्ति स्रोत का आउटपुट अन्य श्रृंखला-जुड़े कैपेसिटर के साथ समूहीकृत कैपेसिटर के आउटपुट से जुड़ा होता है। उनके अंत में, आउटपुट बिजली सम तत्वों पर ली जाती है - एक सम गुणांक पर, विषम कैपेसिटर पर, क्रमशः, एक विषम गुणांक पर।
गुणक में कैपेसिटर पंप करना
दूसरे शब्दों में, निरंतर वोल्टेज गुणक के उपकरण में, घोषित एक के अनुरूप आउटपुट पैरामीटर सेट करने की एक निश्चित क्षणिक प्रक्रिया होती है। इसे देखने का सबसे आसान तरीका बिजली को दोगुना करना है। जब, अर्धचालक D1 के माध्यम से, संधारित्र C1 को इसके पूर्ण मान पर चार्ज किया जाता है, तो अगली अर्ध-लहर में, यह बिजली के स्रोत के साथ-साथ दूसरे संधारित्र को चार्ज करता है। C1 के पास C2 को अपना चार्ज पूरी तरह से छोड़ने का समय नहीं है, इसलिए आउटपुट में शुरू में दोहरा संभावित अंतर नहीं होता है।
तीसरी अर्ध-लहर पर, पहले संधारित्र को रिचार्ज किया जाता है और फिर C2 के लिए एक क्षमता लागू करता है। लेकिन दूसरे कैपेसिटर पर वोल्टेज पहले से विपरीत दिशा में है। इसलिए, आउटपुट कैपेसिटर पूरी तरह से चार्ज नहीं होता है। प्रत्येक नए चक्र के साथ, C1 तत्व पर बिजली इनपुट की ओर जाएगी, C2 वोल्टेज आकार में दोगुना हो जाएगा।
कैसेगुणक की गणना करें
गुणा उपकरण की गणना करते समय, प्रारंभिक डेटा से शुरू करना आवश्यक है, जो हैं: लोड (इन), आउटपुट वोल्टेज (यूआउट), रिपल गुणांक (केपी) के लिए आवश्यक वर्तमान। यूएफ में व्यक्त संधारित्र तत्वों का न्यूनतम समाई मान, सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: С(n)=2, 85nIn/(KpUout), कहा पे:
- n इनपुट बिजली में वृद्धि की संख्या है;
- इन - लोड में प्रवाहित धारा (एमए);
- केपी - पल्सेशन फैक्टर (%);
- Uout - डिवाइस (V) के आउटपुट पर प्राप्त वोल्टेज।
गणनाओं द्वारा प्राप्त धारिता को दो या तीन गुना बढ़ाने पर परिपथ C1 के इनपुट पर संधारित्र की धारिता का मान प्राप्त होता है। तत्व का यह मान आपको आउटपुट पर वोल्टेज का पूरा मूल्य तुरंत प्राप्त करने की अनुमति देता है, और एक निश्चित संख्या में अवधि बीतने तक प्रतीक्षा नहीं करता है। जब लोड का काम नाममात्र उत्पादन के लिए बिजली की वृद्धि की दर पर निर्भर नहीं करता है, तो संधारित्र की समाई को परिकलित मूल्यों के समान लिया जा सकता है।
लोड के लिए सर्वश्रेष्ठ यदि डायोड वोल्टेज गुणक का तरंग कारक 0.1% से अधिक न हो। 3% तक लहरों की उपस्थिति भी संतोषजनक है। सर्किट के सभी डायोड को गणना से चुना जाता है ताकि वे लोड में अपने मूल्य से दो बार वर्तमान ताकत का स्वतंत्र रूप से सामना कर सकें। उच्च सटीकता के साथ डिवाइस की गणना करने का सूत्र इस तरह दिखता है: nUin - (In(n3 + 9n2/4 + n/2)/(12 f C))=Uout, जहां:
- f - डिवाइस इनपुट (हर्ट्ज) पर वोल्टेज आवृत्ति;
- सी - कैपेसिटर कैपेसिटेंस (एफ)।
लाभ औरनुकसान
वोल्टेज गुणक के लाभों की बात करें तो हम निम्नलिखित पर ध्यान दे सकते हैं:
उत्पादन पर महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली प्राप्त करने की क्षमता - श्रृंखला में जितने अधिक लिंक होंगे, गुणन कारक उतना ही अधिक होगा।
- डिजाइन की सादगी - सब कुछ मानक लिंक और विश्वसनीय रेडियो तत्वों पर इकट्ठा किया जाता है जो शायद ही कभी विफल होते हैं।
- वजन - बिजली ट्रांसफार्मर जैसे भारी तत्वों की अनुपस्थिति सर्किट के आकार और वजन को कम कर देती है।
किसी भी मल्टीप्लायर सर्किट का सबसे बड़ा नुकसान यह है कि लोड को पावर देने के लिए इससे बड़ा आउटपुट करंट प्राप्त करना असंभव है।
निष्कर्ष
किसी विशेष उपकरण के लिए वोल्टेज गुणक का चयन करना। यह जानना महत्वपूर्ण है कि असंतुलित सर्किट की तुलना में संतुलित सर्किट में तरंग के संदर्भ में बेहतर पैरामीटर होते हैं। इसलिए, संवेदनशील उपकरणों के लिए अधिक स्थिर गुणकों का उपयोग करना अधिक समीचीन है। असममित, बनाने में आसान, इसमें कम तत्व होते हैं।
