Language
Country/Area
No result found
معجزة دائرة فيلارد: لماذا تمنحك هذه الدائرة البسيطة جهدًا مضاعفًا؟
في عالم الدوائر الإلكترونية، كانت كيفية التحكم بفعالية في تغيرات الجهد موضوعًا ساخنًا للبحث بين العلماء. لقد حظيت دائرة فيلارد، باعتبارها مضاعف الجهد الكلاسيكي، باهتمام واسع النطاق بسبب بساطتها في التصميم. كيف تعمل هذه الدائرة بالضبط؟ ما هي التطبيقات العملية التي يقدمها لنا؟
المبادئ الأساسية لدائرة فيلارد
تتكون دائرة فيلارد من صمام ثنائي ومكثف. عندما يدخل جهد التيار المتردد إلى الدائرة، يتم شحن المكثف خلال نصف الدورة السالبة، حتى ذروة الجهد (Vpk). في هذا الوقت، يتمثل دور الصمام الثنائي في "تثبيت" قيمة الذروة السالبة إلى 0 فولت، بحيث تصبح قيمة الذروة الإيجابية 2Vpk.
إن خرج دائرة فيلارد هو تراكب شكل موجة التيار المتردد المدخلة وقيمة التيار المستمر في الحالة المستقرة للمكثف.
ومع ذلك، على الرغم من أن هذه الدائرة معروفة ببنيتها البسيطة، إلا أن خصائص النبض لمخرجاتها غير مرضية تمامًا. إن خاصية النبض الكبيرة هذه تحد من تطبيق دوائر فيلارد، خاصة في المعدات الإلكترونية التي تتطلب استقرارًا أعلى.
التطور من فيلارد إلى جرينشر
إن حلبة Greinacher هي نسخة محسنة تم تطويرها استنادًا إلى حلبة Villard. إنه يقدم بنية دائرة أكثر تعقيدًا لتقليل تموج الإخراج وتحقيق تموج صفر تقريبًا في ظل ظروف تحميل الدائرة المفتوحة. غالبًا ما تسمى دوائر Greinacher بمضاعفات جهد نصف الموجة.
الميزة الرئيسية لدائرة Greinacher هي قدرتها على إزالة معظم التموجات مع الحفاظ على ذروة جهد الخرج.
لقد مكن نجاح هذه الدائرة من استخدام العديد من الأجهزة الفرعية ذات الجهد العالي، خاصة في التطبيقات التي تتطلب جهد تشغيل مستقر، مثل مصادر الطاقة المغنطرونية لأفران الميكروويف.
دائرة ديلون وتطبيقاتها
دائرة Delon عبارة عن مضاعف جهد كامل الموجة مصمم لتوفير جهد مزدوج مستقر بين الإدخال والإخراج. تم استخدام هذا النوع من الدوائر لأول مرة على نطاق واسع في أجهزة تلفزيون أنبوب أشعة الكاثود (CRT) أثناء ظهور تكنولوجيا العرض لتوفير مصدر الجهد العالي الضروري.
تتمثل خاصية دائرة ديلون في أنها تستخدم كاشفين لذروة نصف الموجة للحصول على جهد خرج ثابت.
مع تطور التكنولوجيا، تم تطبيق هذه البنية أيضًا على الأجهزة الإلكترونية الأخرى، مما يدل على تنوعها وإمكانية تطبيقها.
ظهور دوائر المكثفات المبدلة
في السنوات الأخيرة، أدى ظهور دوائر المكثفات المبدلة إلى توفير خيار جديد لتطبيقات الجهد المنخفض. هذه الدوائر قادرة على تحويل جهد مصدر التيار المستمر إلى تأثير مضاعف، خاصة عندما تكون متطلبات طاقة الحمل مرتفعة.
في دائرة مكثف مبدلة، يتم شحن مكثفين على التوازي ثم يتم تحويلهما إلى اتصال تسلسلي لتحقيق مضاعفة الجهد.
يمكن استخدام مثل هذه الدوائر في الأجهزة الإلكترونية التي تعمل بالبطاريات للسماح لهذه الأجهزة بالعمل بجهد منخفض مع الاستمرار في توفير الطاقة المطلوبة.
تطبيقات مضخة شحن ديكسون
تعتبر مضخة شحن ديكسون بمثابة مضاعف جهد كهربائي عالي الكفاءة. وهو يتألف من سلسلة من الثنائيات والمكثفات التي تحركها نبضات الساعة للشحن والتبديل. تُستخدم هذه الدائرة غالبًا في الدوائر المتكاملة، خاصة عندما يكون جهد البطارية غير كافٍ.
إن جوهر مضاعف ديكسون هو أنه يستخدم إشارة ساعة واحدة لتحقيق تأثير الضرب للدائرة.
وهذا يجعل دوائر ديكسون الخيار الأمثل للعديد من الأجهزة الإلكترونية المحمولة نظرًا لقدرتها على توفير الطاقة المطلوبة في بيئة ذات جهد منخفض.
آفاق تكنولوجيا مضاعفة الجهد في المستقبل
مع استمرار تقدم التكنولوجيا، يمكننا توقع المزيد من الحلول المبتكرة فيما يتعلق بتقنية مضاعفة الجهد. على سبيل المثال، تم تصميم دوائر المكثفات ذات التبديل المتقاطع لجهود دخل منخفضة جدًا، وهو أمر مهم بشكل خاص لتطوير الأجهزة اللاسلكية.
تسمح هذه التقنيات للأجهزة بالعمل بجهد بطارية أقل من فولت واحد.
لا توفر تقنية مضاعفة الجهد المتطورة هذه دعمًا للطاقة لمختلف الأجهزة الإلكترونية فحسب، بل تجعلنا أيضًا مليئين بالتوقعات فيما يتعلق بتصميم وابتكار المنتجات الإلكترونية المستقبلية.
مع هذه المجموعة المتنوعة من تقنيات مضاعفة الجهد، هل يمكننا توقع استخدام أكثر كفاءة للطاقة وسيناريوهات تطبيق أكثر ابتكارًا؟
