電圧逓倍器とは何ですか？

電圧逓倍器とは、電圧を増倍または増加させ、ACをDCに変換するダイオードとコンデンサで構成される電気回路を指します。電圧の増倍と電流の整流は、電圧マルチプライヤ。 ACからDCへの電流の整流はダイオードによって達成され、電圧の増加はコンデンサーによって生成された高電位を推進することによる粒子の加速によって達成されます。

電圧逓倍器

ダイオードとコンデンサの組み合わせにより、基本的な電圧逓倍回路が作成されます。AC入力は電源から回路に与えられ、コンデンサによる電流と粒子の加速の整流により、電圧DC出力が増加します。出力電圧は入力電圧の何倍にもなる可能性があるため、負荷回路は高インピーダンスを備えている必要があります。

この電圧ダブラ回路では、最初のダイオードが信号を補正し、その出力は半波整流器として整流されたトランスからのピーク電圧に相当します。コンデンサによるACサインはさらに2番目のダイオードを実現し、コンデンサによって供給されるDCの観点から、これにより2番目のダイオードからの出力が最初のダイオードの上に配置されます。これらの線に沿って、回路からの出力はトランスのピーク電圧の2倍であり、ダイオードの降下が少なくなります。

さまざまな回路とアイデアにアクセスして、実質的にすべての変数の電圧マルチプライヤ容量を提供できます。 1つの整流器を別の整流器の上に置き、容量結合を利用するという同じルールを適用することで、ある種のステップシステムを前進させることができます。

電圧逓倍器の分類：

電圧逓倍器の分類は、入力電圧と出力電圧の比率に基づいているため、名前も次のように与えられます。

電圧ダブラ
電圧トリプラー
電圧4倍

電圧ダブラ：

電圧ダブラ回路は、2つのダイオードと2つのコンデンサで構成され、ダイオードとコンデンサの回路の各組み合わせが正と負の変化を共有し、2つのコンデンサを接続すると、特定の入力電圧に対して2つの出力電圧が発生します。

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電圧ダブラ

同様に、ダイオードとコンデンサの組み合わせが増えるたびに入力電圧が乗算されます。ここで、電圧トリプラはVout = 3 Vinを与え、電圧4倍はVout = 4Vinを与えます。

出力電圧の計算

電圧逓倍器の場合、電圧レギュレーションを考慮して出力電圧の計算が重要であり、リップルの割合が重要です。

Vout =（sqrt 2 x Vin x N）

どこ

Vout = N段電圧逓倍器の出力電圧

N =いいえ。段数（コンデンサの数を2で割ったもの）。

出力電圧のアプリケーション

ブラウン管
X線システム、レーザー
イオンポンプ
静電システム
進行波管

例

230vの入力で2.5Kvの出力電圧が必要なシナリオを考えてみます。その場合、D1-D8がダイオードを提供し、100 uF / 400vの16個のコンデンサを接続して実現する多段電圧逓倍器が必要です。 2.5Kv出力。

式を使用する

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

=平方根2x 230 x 8

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= 2.5 Kv（約）

上記の式で、16/2はコンデンサがないことを示し、/ 2は段数を示します。

2実例

1.AC信号から高電圧DCを生成するための電圧逓倍回路の実用例。

電圧逓倍回路を示すブロック図

このシステムは、8段の電圧逓倍器ユニットで構成されています。コンデンサは電荷を蓄積するために使用され、ダイオードは整流に使用されます。 AC信号が印加されると、各コンデンサの両端に電圧が発生します。これは、各ステージで約2倍になります。したがって、1の両端の電圧を測定することによって^st電圧ダブラのステージと最終ステージ、必要なものを手に入れます高電圧。出力は非常に高電圧であるため、単純なマルチメータを使用して測定することはできません。このため、分圧回路を使用しています。分圧器は、直列に接続された10個の抵抗で構成されています。出力は最後の2つの抵抗の両端で取得されます。したがって、得られた出力に10を掛けて、実際の出力を取得します。

2.マルクスジェネレーター

ソリッドステートエレクトロニクスの開発に伴い、ソリッドステートデバイスはパルスパワーアプリケーションにますます適しています。それらは、パルスパワーシステムにコンパクトさ、信頼性、高い繰り返し率、および長い寿命を提供することができます。ソリッドステートデバイスを使用するパルスパワージェネレーターの台頭により、従来のコンポーネントの制限がなくなり、パルスパワーテクノロジーが商用アプリケーションで広く使用されることが期待されます。ただし、現在入手可能なMOSFETや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）などのソリッドステートスイッチングデバイスの定格は、最大数キロボルトです。

ほとんどのパルスパワーシステムは、はるかに高い定格電圧を要求します。マルクス変調器は、以下に示すように、電圧逓倍を目的とした独自の回路です。従来は、スイッチとしてスパークギャップを使用し、アイソレータとして抵抗を使用していました。そのため、繰り返し率が低く、寿命が短く、非効率であるという欠点がありました。本論文では、パワー半導体スイッチとマルクス回路の両方のメリットを組み合わせるために、ソリッドステートデバイスを使用したマルクスジェネレータを提案します。プラズマソースイオン注入（PSII）[1]および次の要件向けに設計されています。 555タイマー作動

MOSFETを使用した最新のマルクスジェネレーター

電圧と期間の読み取りについては、CRO画面ソートを参照してください。

上記の低電圧デモユニットから、15ボルトの入力が見つかります。ポイントAでの50％のデューティサイクルは、グランドに対しても進みます（–Ve）。したがって、高電圧には高電圧トランジスタを使用する必要があります。この間、すべてのコンデンサC1、C2、C4、C5は、それぞれ最大12ボルトのCで見られるように充電されます。
次に、適切なスイッチングサイクルC1、C2、C4、C5を介して、MOSFETを介して直列接続されます。
したがって、点Dで12 + 12 + 12 + 12 = 48ボルトの（-Ve）パルス電圧が得られます。

マルクスジェネレーターのアプリケーション–マルクスジェネレーターの原理による高電圧DC

マルクスジェネレータの原理でわかるように、コンデンサは並列に配置されて充電され、直列に接続されて高電圧が発生します。

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このシステムは、50％のデューティサイクルで出力パルスを提供する非安定モードで動作する555タイマーで構成されています。このシステムは、合計4段の増倍段で構成され、各段はコンデンサ、2つのダイオード、およびスイッチとしてのMOSFETで構成されています。ダイオードはコンデンサを充電するために使用されます。からの高パルス 555時間稼働ダイオードとオプトアイソレータは、各MOSFETにトリガーパルスを提供します。したがって、コンデンサは電源電圧まで充電されるときに並列に接続されます。タイマーからの論理パルスが低いと、MOSFETスイッチがオフ状態になり、コンデンサが直列に接続されます。コンデンサが放電を開始し、各コンデンサの両端の電圧が加算されて、入力DC電圧の4倍の電圧が生成されます。