Расчеты умножителей напряжения.

[Danila-master]

Вопрос ко всем.

Как расчитать КПД и потери умножителя напряжения на 2.


Как на той схеме, что слева.

Скажем, если подавайть на вход 180В 30 мА при 40 - 80 КГц, что мы будем иметь на выходе по току и напряжению?

В идеале в два раза выше напряжение и в два раза меньше ток, а что будет в реальной схеме?

[BSVi]

В реале на диодах есть падение, а конденсаторы обладают реактивным сопротивлением. В итоге, удвоитель с нагрузкой образуют делитель напряжения. Реактивное сопротивление выхода умножителя - 2/(jwC) (так как конденсаторы включены последовательно) ну и из входного напряжения вычтится падение на диоде.

В итоге, выходное напряжение получится 2*(V-Vd) * R/(R+2/(jwC))

Можно это все посчитать карандашиком на бумажке, а можно просто просимулировать в симуляторе.

[Danila-master]

Тоесть имея потребитель на 10 мА 320 В R=U/I = 320* 0.01 А = 32 КОм Сопротивлкние нагрузки.

2*(V-Vd) = 2* (180-0.7) = 358,6 В при падении на диодах

Реактивное сопротивление конденсаторов: 1/2P fC при ёмкости 150n и частоте 80 Кгц - 1/2*3,14*80000 * 150нФ = 13 Ом x 2 = 26 Ом

Неясно только на счет входного сопротивления преампа. При учете потребления 10 мА 320В грубо 320/0.001 = 32 КОм

Но я не уверен в правильности такого расчета.

Итого имеем:

358,6 В при падении на диодах

Сопротивление ёмкостей: 26 Ом

Сопротивление нагрузки: 32 КОм


2*(V-Vd) * R/(R+2/(jwC)) = 2* (180-0.7)* 32000/(32000+26) = 358,6 В * 0,999 = 358,30 В

Как-то слишком идеально вышло....

А конденсаторы ппц как сильно шунтруют нагрузку... отношение 1 к 1230 ....

В в чем может быть ошибка?

[BSVi]

А, еще и частота большая. При большой частоте есть еще обратное восстановление диода. Прибавьте к потреблению преампа Qrr*F + (V/R)*trr, где Qrr - заряд обратного восстановления диода, R - сопротивление диода+конденсаторов, trr - время обратного восстановления.

Еще, вы забыли что импеданс конденсаторов - мнимый.

[GTS]

Удобный калькулятор диодно-конденсаторных умножителей - http://vpayaem.ru/umn.html

[iEugene0x7CA]

Темке уже 100 лет, но могу добавить что умножители имеют достаточно хороший КПД — его не нужно просчитывать.
В основном рассчитывается емкость конденсаторов относительно мощности нагрузки, дабы напряжение на выходе не сильно жестко пульсировало.