Apa itu Pengganda Tegangan?
Pengganda tegangan mengacu pada rangkaian listrik yang terdiri dari dioda dan kapasitor yang mengalikan atau meningkatkan tegangan dan juga mengubah AC menjadi DC, perkalian tegangan dan perbaikan arus dilakukan dengan menggunakan pengganda tegangan . Rektifikasi arus dari AC ke DC dicapai dengan dioda dan peningkatan tegangan dicapai dengan percepatan partikel dengan mendorong potensial tinggi yang dihasilkan oleh kapasitor.
Pengganda Tegangan
Kombinasi dioda dan kapasitor membuat rangkaian pengali tegangan dasar. Masukan AC diberikan ke rangkaian dari sumber daya di mana pembetulan arus dan percepatan partikel oleh kapasitor memberikan peningkatan tegangan keluaran DC. Tegangan keluaran bisa berkali-kali lebih tinggi dari tegangan masukan sehingga rangkaian beban harus memiliki impedansi yang tinggi.
Dalam rangkaian pengganda tegangan ini, dioda pertama mengoreksi sinyal dan outputnya setara dengan tegangan puncak dari transformator yang diperbaiki sebagai penyearah setengah gelombang. Tanda AC melalui kapasitor juga mencapai dioda kedua, dan dalam perspektif DC yang disediakan oleh kapasitor, ini membuat keluaran dari dioda kedua berada di atas yang pertama. Sepanjang garis ini, output dari rangkaian adalah dua kali lipat tegangan puncak transformator, dikurangi penurunan dioda.
Varietas sirkuit dan ide dapat diakses untuk memberikan kapasitas pengali tegangan dari hampir semua variabel. Menerapkan aturan yang sama dengan menempatkan satu penyearah di atas penyearah pengganti dan menggunakan kopling kapasitif memberdayakan jenis sistem langkah untuk maju.
Klasifikasi Pengganda Tegangan:
Klasifikasi pengganda tegangan didasarkan pada rasio tegangan input ke tegangan output sesuai nama juga diberikan sebagai
- Pengganda tegangan
- Tripler Tegangan
- Tegangan empat kali lipat
Penggandaan Tegangan:
Rangkaian pengganda tegangan terdiri dari dua dioda dan dua kapasitor dimana setiap kombinasi rangkaian dioda-kapasitor berbagi perubahan positif dan negatif serta koneksi dua kapasitor mengarah ke tegangan keluaran ganda untuk tegangan masukan yang diberikan.
Tegangan Ganda
Demikian pula, setiap kenaikan dalam kombinasi dioda-kapasitor mengalikan tegangan input di mana tegangan Tripler menghasilkan Vout = 3 Vin dan tegangan empat kali lipat menghasilkan Vout = 4 Vin.
Perhitungan Tegangan Output
Untuk pengali tegangan, perhitungan tegangan keluaran penting dilakukan mengingat pengaturan tegangan dan persentase riak penting.
Vout = (sqrt 2 x Vin x N)
Dimana
Vout = tegangan keluaran pengali tegangan tahap N.
N = tidak. tahapan (itu adalah jumlah kapasitor dibagi 2).
Aplikasi Tegangan Output
- Tabung Sinar Katoda
- Sistem sinar-X, Laser
- Pompa ion
- Sistem elektrostatis
- Tabung gelombang perjalanan
Contoh
Pertimbangkan skenario di mana tegangan output 2,5 Kv diperlukan dengan input 230 v, dalam hal ini, pengganda tegangan multi-tahap diperlukan di mana D1-D8 memberikan dioda dan 16 kapasitor 100 uF / 400v harus dihubungkan untuk mencapai Output 2,5 Kv.
Menggunakan rumus
Vout = akar persegi 2 x 230 x 16/2
= akar 2 x 230 x 8
= 2.5 Kv (perkiraan)
Dalam persamaan di atas, 16/2 menunjukkan tidak ada kapasitor / 2 yang memberikan jumlah tahapan.
2 Contoh Praktis
1. Contoh Kerja Rangkaian Pengganda Tegangan untuk Menghasilkan Tegangan Tinggi DC dari Sinyal AC.
Diagram Blok menunjukkan Rangkaian Pengganda Tegangan
Sistem terdiri dari unit pengganda tegangan 8 tahap. Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan sedangkan dioda digunakan untuk perbaikan. Saat sinyal AC diterapkan, kami mendapatkan tegangan di setiap kapasitor, yang kira-kira dua kali lipat dengan setiap tahap. Jadi dengan mengukur tegangan melintasi 1stTahap pengganda tegangan dan tahap terakhir, kita mendapatkan yang dibutuhkan tegangan tinggi . Karena keluaran adalah tegangan yang sangat tinggi, tidak mungkin mengukurnya menggunakan multimeter sederhana. Untuk alasan ini, rangkaian pembagi tegangan digunakan. Pembagi tegangan terdiri dari 10 resistor yang dihubungkan secara seri. Output diambil melalui dua resistor terakhir. Output yang diperoleh kemudian dikalikan dengan 10 untuk mendapatkan output yang sebenarnya.
2. Generator Marx
Dengan perkembangan elektronik solid-state, perangkat solid-state menjadi semakin sesuai untuk aplikasi daya berdenyut. Mereka dapat menyediakan sistem tenaga berdenyut dengan kekompakan, keandalan, tingkat pengulangan yang tinggi, dan masa pakai yang lama. Munculnya pembangkit listrik berdenyut yang menggunakan perangkat solid-state menghilangkan batasan komponen konvensional dan menjanjikan teknologi daya berdenyut untuk digunakan secara luas dalam aplikasi komersial. Namun, perangkat switching solid-state seperti MOSFET atau Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) yang tersedia sekarang hanya memiliki nilai hingga beberapa kilo Volt.
Sebagian besar sistem tenaga berdenyut menuntut peringkat tegangan yang jauh lebih tinggi. Modulator Marx adalah rangkaian unik yang ditujukan untuk perkalian tegangan, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Secara tradisional, ini menggunakan celah percikan sebagai sakelar dan resistor sebagai isolator. Oleh karena itu, ia memiliki kelemahan dari tingkat pengulangan yang rendah, masa pakai yang pendek, dan ketidakefisienan. Dalam makalah ini, generator Marx yang menggunakan perangkat solid-state diusulkan untuk menggabungkan manfaat dari sakelar semikonduktor daya dan sirkuit Marx. Perangkat ini dirancang untuk Implantasi Ion Sumber Plasma (PSII) [1] dan untuk persyaratan berikut: 
Generator Marx modern menggunakan MOSFET
Untuk membaca voltase dan periode waktu, silakan lihat jenis layar CRO.
- Dari unit demo tegangan rendah di atas, kami menemukan input 15 volt, siklus kerja 50% pada titik A berjalan (–Ve) juga sehubungan dengan ground. Oleh karena itu transistor tegangan tinggi harus digunakan untuk tegangan tinggi. SELAMA WAKTU INI SEMUA KAPASITOR C1, C2, C4, C5 DIISI DAPATKAN seperti yang terlihat pada C masing-masing hingga 12 volt.
- Kemudian melalui siklus switching yang tepat C1, C2, C4, C5 terhubung seri melalui MOSFET.
- Jadi kita mendapatkan tegangan pulsa (-Ve) 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volt pada titik D.
Penerapan Generator Marx - DC Tegangan Tinggi dengan prinsip generator Marx
Seperti yang kita ketahui dengan prinsip Marx Generator, kapasitor disusun secara paralel untuk mengisi daya dan kemudian dihubungkan ke seri untuk mengembangkan tegangan tinggi.
Sistem ini terdiri dari pengatur waktu 555 yang bekerja dalam mode astabil yang memberikan pulsa keluaran dengan siklus kerja 50%. Sistem terdiri dari total 4 tahap perkalian tahap, dengan setiap tahap terdiri dari kapasitor, 2 dioda, dan MOSFET sebagai sakelar. Dioda digunakan untuk mengisi kapasitor. Denyut nadi tinggi dari 555 jam dioperasikan dioda dan juga optoisolator yang pada gilirannya memberikan pulsa pemicu ke setiap MOSFET. Jadi kapasitor dihubungkan secara paralel saat mereka mengisi daya hingga tegangan suplai. Pulsa logika rendah dari pengatur waktu menghasilkan sakelar MOSFET dalam kondisi mati dan kapasitor dihubungkan secara seri. Kapasitor mulai dikosongkan dan tegangan di setiap kapasitor ditambahkan, menghasilkan tegangan yang 4 kali lebih banyak dari tegangan DC input.
