doppio del duplicatore di tensione

I duplicatori di tensione, come quelli vicini ad essere uno stadio dei moltiplicatori di Cockroft-walton, sono ben noti. Consentono di raddoppiare la tensione di un ingresso CA e possono essere utili all'uscita di un trasformatore, ad esempio. Naturalmente, il prezzo è che la corrente di uscita è la metà della corrente di ingresso. La mia domanda è: esiste un circuito (si spera analogico e passivo), non un trasformatore, che svolge il doppio compito: immettere una corrente CA e produrre una corrente CA (o anche CC) con metà della tensione di ingresso e due volte il corrente di ingresso.

INSIGHT: basterebbe trovare un modo per caricare 2 condensatori in serie e scaricarli in parallelo.

È possibile creare un tale circuito, ma richiede un dispositivo attivo. Non puoi farlo solo con diodi e condensatori. Ecco una divisione per otto che prende la rete CA come input e le uscite DC. Ha un'efficienza dell'85% circa a 4 W. Potrebbe essere migliorato in diversi modi, ma com'è, è abbastanza semplice:

R10 è il carico. In questo esempio, assorbe circa 4 W con ingresso 220 V CA (la tensione di uscita è di circa 32 V). Non puoi disegnare molto di più senza ridurre drasticamente l'efficienza.

Ecco come funziona: quando l'ingresso CA sinusoidale è positivo, il PMOS si blocca e gli otto condensatori in serie vengono caricati attraverso il diodo superiore D30 e tutti gli shottkies (PMEG6030) in serie (gli altri diodi non conducono). Quindi ogni condensatore finisce per essere caricato a VIN / 8. Quando il seno è negativo, D30 smette di condurre, ma il PMOS conduce. Questo rende tutto MMDB3004 conduttore e gli otto condensatori diventano tutti in parallelo. La carica viene quindi trasferita al condensatore di uscita C4.

Questo, infatti, funziona esattamente come una pompa di carica. Puoi dividere per ciò che vuoi anziché otto, regolando il numero di condensatori e diodi. Ovviamente, l'efficienza ne risentirà se ce ne sono troppe.

Questo circuito funziona a semionda (una metà per la carica, una metà per la scarica). Sarebbe possibile farlo funzionare a onda piena, ma diventerebbe molto più complicato.

Si noti inoltre che la scelta dei componenti è fondamentale. Tutti i diodi, tranne gli shottkies in serie, devono resistere alla tensione di rete. Gli shottkie e i condensatori devono resistere alla massima tensione di uscita (tensione di ingresso divisa per otto). Il PMOS deve resistere alla tensione di rete e avere un RDSon relativamente basso, altrimenti l'efficienza diminuisce molto. R1 deve essere classificato per la tensione di rete.

Infine, dal punto di vista della sicurezza, non consiglierei questo circuito, in quanto non vi è alcun isolamento. Inoltre, le dimensioni di ciascun componente non lo rendono più compatto di un piccolo trasformatore. Probabilmente non anche più economico, dato il numero di componenti richiesti (quando si divide per un alto rapporto) e dato il mosfet richiesto (sarebbe possibile invertire l'intero circuito e utilizzare un fetale a canale N più economico, però). Tutto sommato, questo circuito non è certamente la scelta migliore, in realtà.

Forse usando un doppio del condensatore? Qualcosa come questo:

Concettualmente, mentre il condensatore nel duplicatore di tensione mantiene una tensione su un nodo che non va mai a zero, in questo circuito l'induttanza immagazzina energia e mantiene una corrente in un ramo che non va mai a zero.

La corrente media attiva ${L_1}$ in questa immagine è 1,5 volte il ${I_{D1}}$ (la corrente media attiva $D_1$ è 1,6 A) ma se riduciamo l'ondulazione la corrente rettificata sarebbe di circa 3,2 A, quindi $I_{L1} = 3.2{\text{A}} = 2* \overline{I_{D1}}$.
La domanda è: come possiamo ridurre l'ondulazione?

Ngspice mi dà risultati simili.