Pingekordisti
Pingekordisti on elektriahel, mis muundab madalama pingega vahelduvvoolu kõrgema pingega alalisvooluks[1]. Tavaliselt kasutatakse pingekordistina kondensaatoritest ja dioodidest koosnevat lülitust.
Pingekordisteid kasutatakse mõnesajavoldiste pingete tekitamiseks elektroonikaseadmetele, ent ka miljonite voltideni ulatuvate pingete saamiseks füüsika eksperimentide ja tehisvälgu katsete jaoks. Kõige levinum on ebasümmeetrilise skeemiga pingekordisti, mida nimetatakse ka Cockcrofti-Waltoni kordistiks.
Tööpõhimõte
[muuda | muuda lähteteksti]Eeldame, et vahelduvvoolu pinge amplituudväärtus on Um ja kasutatavad kondensaatorid (C) on piisava mahtuvusega, et laetuna võimaldada elektrilaengu edasikandumist oluliste pingekadudeta; siis saame lihtsustatult vaadelda pingekordisti töötsüklit järgmiselt:
- Pinge negatiivse poolperioodi ajal laetakse kondensaator C1 läbi dioodi D1 (punane vooluahel) väärtuseni Um.
- Pinge positiivse poolperioodi ajal laadub kondensaator C2 läbi D2 kondensaatori C1 ja vahelduvvoolu allika koosmõjul väärtuseni 2Um.
- Negatiivse pingeväärtusega poolperioodi ajal laadub kondensaator C3 läbi dioodi D3 väärtuseni 2Um, sest kondensaatoril C1 olev pinge oli muutunud nulliks.
- Positiivse pingeväärtusega poolperioodi ajal laadub uuesti kondensaator C1 väärtusele 2Um ning samal ajal ka kondensaator C4 laadub väärtusele 2Um. Väljundpinge tõuseb seega kuni väärtuseni 4Um.
Reaalse süsteemi korral kulub pinge 4Um saavutamiseks rohkem tsükleid. Antud kordisti kordistustegurit saab suurendada kondensaator‒diood-paaride lisamise teel.
Pinge kahekordistajad
[muuda | muuda lähteteksti]Villardi ahel
[muuda | muuda lähteteksti]
Villardi ahel koosneb vaid ühest kondensaatorist ja ühest dioodist. Antud ahela heaks omaduseks on tema lihtsus, kuid sellega kaasneb ka suur väljundpinge pulsatsioon. Kondensaator laetakse negatiivse poolperioodi ajal vahelduvpinge maksimumväärtusele. Väljundpinge kujuneb sisendi vahelduvpinge ja kondensaatorilt saadava alalispinge liitumisel, väljundpinge maksimumväärtuseks on kahekordne sisendpinge väärtus 2U.[2]
Greinacheri ahel
[muuda | muuda lähteteksti]
Greinacheri pinge kahekordisti on märkimisväärne edasiminek Villardi ahelaga võrreldes. Skeemi on lisatud üks kondensaator ja üks diood, mille tulemuseks on tunduvalt väiksem väljundpinge pulsatsioon. Kui ahelal koormus puudub, siis ka pulsatsioon puudub, kuid koormuse olemasolu korral sõltub pulsatsioon koormuse takistusest ja kasutatavatest kondensaatoritest.[3][4][5]
Deloni ahel
[muuda | muuda lähteteksti]
Deloni ahel on sümmeetriline kordistuslülitus, mis kasutab pinge kahekordistamiseks dioodidest ja kondensaatoritest koosnevat sildskeemi. Kuna erinevate poolperioodide tippdetektoriahelad D1-C1 ja D2-C2 on ühendatud koormuse suhtes järjestikku, moodustub väljundpingeks kahekordne sisendpinge.
Kasutuskohad
[muuda | muuda lähteteksti]Pingekordisteid kasutatakse kõrge pinge saamiseks laserprinterites, paljundusmasinates, röntgeniaparaatides, elektronkiiretoru toitelülituses ja mujal.