doble de duplicador de voltaje

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Los duplicadores de voltaje, como los que están cerca de ser una etapa de los multiplicadores de Cockroft-walton, son bien conocidos. Permiten duplicar el voltaje de una entrada de CA y pueden ser útiles en la salida de un transformador, por ejemplo. Por supuesto, el precio es que la corriente de salida es la mitad de la corriente de entrada. Mi pregunta es: ¿hay un circuito (con suerte analógico y pasivo), no un transformador, que realice la doble tarea: ingresar una corriente de CA y emitir una corriente de CA (o incluso CC) con la mitad del voltaje de entrada, y el doble de corriente de entrada.

INSIGHT: sería suficiente encontrar una manera de cargar 2 condensadores en serie y descargarlos en paralelo.

MikeTeX
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Lo que está pidiendo no es el doble de un circuito cockcoft walton. (CW) toma un voltaje de CA y produce un voltaje de CC.
Andy alias
gracias. He editado la pregunta.
MikeTeX
La sensación intestinal es: no sin dispositivos activos (transistores, interruptores FET, etc.). Los diodos se ENCIENDEN por encima de un cierto voltaje: necesita algo que se APAGUE por encima de un cierto voltaje. Inexistente, así que tome un dispositivo activo y enciéndalo o apáguelo. Entonces es una forma de convertidor de dinero ...
Brian Drummond
@BrianDrummond Tienes razón, se necesita un componente activo. Pero no lo haría un dólar (no hay inductor), lo haría parecer más como una bomba de carga.
dim
Es posible hacer un amplificador sin usar un semiconductor, pero no es realmente deseable. ¿Cuál es el problema con un transformador?
Andy alias

Respuestas:

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Puede construir dicho circuito, pero requiere algún dispositivo activo. No puedes hacerlo solo con diodos y condensadores. Aquí hay una división entre ocho que toma la red eléctrica de CA como entrada y las salidas de CC. Tiene aproximadamente un 85% de eficiencia a 4W. Podría mejorarse de varias maneras, pero como es, es bastante simple:

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R10 es la carga. En este ejemplo, consume aproximadamente 4 W con una entrada de 220 VCA (el voltaje de salida es de aproximadamente 32 V). No se puede dibujar mucho más sin que la eficiencia disminuya drásticamente.

Así es como funciona: cuando el seno de CA de entrada es positivo, el PMOS se bloquea y los ocho condensadores en serie se cargan a través del diodo superior D30 y todos los shottkies (PMEG6030) en serie (los otros diodos no conducen). Entonces cada condensador termina siendo cargado en VIN / 8. Cuando el seno es negativo, D30 deja de conducir, pero el PMOS conduce. Esto hace que todos los MMDB3004 sean conductores y los ocho condensadores se vuelvan todos en paralelo. La carga se transfiere al condensador de salida C4.

Esto, de hecho, funciona exactamente como una bomba de carga. Puedes dividir entre lo que quieras en lugar de ocho, ajustando el número de condensadores y diodos. Por supuesto, la eficiencia se verá afectada si hay demasiadas.

Este circuito funciona en media onda (la mitad para cargar, la otra mitad para descargar). Sería posible hacerlo funcionar en onda completa, pero se volvería mucho más complicado.

También tenga en cuenta que la elección de los componentes es crítica. Todos los diodos, excepto los shottkies en serie, deben soportar la tensión de red. Los shottkies y los condensadores deben soportar el voltaje de salida máximo (voltaje de entrada dividido entre ocho). El PMOS debe soportar la tensión de red y tener un RDSon relativamente bajo, de lo contrario, la eficiencia cae mucho. R1 debe estar clasificado para la tensión de red.

Finalmente, desde un punto de vista de seguridad, no recomendaría este circuito, ya que no hay aislamiento. Además, el tamaño de cada componente lo hace no más compacto que un pequeño transformador. Probablemente no sea más barato también, dada la cantidad de componentes requeridos (cuando se divide por una relación alta), y dado el mosfet requerido (sin embargo, sería posible revertir todo el circuito y usar un fet de canal N más barato). Con todo, este circuito ciertamente no es la mejor opción, en realidad.

oscuro
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Gracias por esta respuesta detallada tenue. En realidad, una sola etapa del circuito puede usarse ventajosamente en la salida de un transformador, por ejemplo, para reducir 60V a 30V y duplicar la corriente de entrada. Sin embargo, todavía me sorprende que no haya nada como un doble de un multiplicador CW, que carga los condensadores en serie y los descarga en paralelo sin dispositivos activos.
MikeTeX
De hecho, el dual del multiplicador es el circuito que mostré. Y es solo "por casualidad" que la versión multiplicadora (en comparación con la versión divisoria) no necesita dispositivos activos y solo se puede hacer con diodos y condensadores. La razón detrás de esto ha sido dada por Brian Drummod. De todos modos, en la aplicación que mencionas (60V a 30V), este circuito tendría más sentido, siempre que no necesites mucha corriente en la salida.
tenue
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Tal vez utilizando un doble del condensador? Algo como esto:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Conceptualmente, mientras el condensador en el duplicador de voltaje mantiene un voltaje en un nodo que nunca llega a cero, en este circuito la inductancia almacena energía y mantiene una corriente en una rama que nunca llega a cero.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La corriente promedio en L1 en esta imagen es 1.5 veces el ID1 (la corriente promedio en D1 es 1,6 A), pero si reducimos la ondulación, la corriente rectificada sería de alrededor de 3,2 A, por lo tanto IL1=3.2A=2ID1¯.
La pregunta es: ¿cómo podemos reducir la ondulación?

Ngspice me da resultados similares.

Antonio
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¿Dónde pones la carga?
MikeTeX
Buen pensamiento, @Antonio. Estaba tratando de encontrar algo similar mientras viajaba hoy. Siempre pienso en Cs y Ls para ser complementarios como son, de alguna manera, sus Vs y Is. El duplicador de voltaje CW tenderá a dar una salida de voltaje constante. ¿Tendería esto a dar una salida de corriente constante?
Transistor
@MikeTeX, en serie con L. central
Antonio
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Como estamos intercambiando L&C, I y V, probablemente necesitemos conducir con una fuente de corriente alterna en lugar de una fuente de voltaje.
Transistor
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Antonio, pon una carga en tus experiencias, de lo contrario no verás nada real.
MikeTeX