Language
Country/Area
No result found
Phép màu của mạch Villard: Tại sao mạch đơn giản này cho phép bạn tăng gấp đôi điện áp?
Trong thế giới mạch điện tử, làm thế nào để kiểm soát hiệu quả sự thay đổi điện áp luôn là chủ đề nghiên cứu nóng của các nhà khoa học. Mạch Villard, như một hệ số nhân điện áp cổ điển, đã nhận được sự chú ý rộng rãi do tính đơn giản trong thiết kế của nó. Chính xác thì mạch này hoạt động như thế nào? Nó mang lại cho chúng ta những ứng dụng thực tế gì?
Nguyên tắc cơ bản của mạch Villard
Mạch Villard gồm có một diode và một tụ điện. Khi điện áp xoay chiều đi vào mạch, tụ điện sẽ tích điện trong nửa chu kỳ âm, lên đến điện áp đỉnh (Vpk). Lúc này, vai trò của diode là “kẹp” giá trị cực đại âm về 0 V, để giá trị cực đại dương trở thành 2Vpk.
Đầu ra của mạch Villard là sự chồng chất của dạng sóng AC đầu vào và giá trị DC ở trạng thái ổn định của tụ điện.
Tuy nhiên, mặc dù mạch này được biết đến với cấu trúc đơn giản nhưng đặc tính xung đầu ra của nó khá không đạt yêu cầu. Đặc tính xung lớn này hạn chế ứng dụng của mạch Villard, đặc biệt là trong các thiết bị điện tử đòi hỏi độ ổn định cao hơn.
Sự phát triển từ Villard đến Greinacher
Mạch Greinacher là phiên bản cải tiến được phát triển dựa trên mạch Villard. Nó giới thiệu một cấu trúc mạch phức tạp hơn để giảm gợn đầu ra và đạt được độ gợn gần như bằng 0 trong điều kiện tải mạch hở. Mạch Greinacher thường được gọi là bộ nhân điện áp nửa sóng.
Tính năng chính của mạch Greinacher là khả năng loại bỏ hầu hết các gợn sóng trong khi vẫn duy trì điện áp đầu ra cao nhất.
Thành công của mạch này đã cho phép sử dụng nhiều thiết bị phụ có điện áp cao, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu điện áp hoạt động ổn định, chẳng hạn như nguồn điện từ cho lò vi sóng.
Mạch Delon và ứng dụng của nó
Mạch Delon là một bộ nhân điện áp toàn sóng được thiết kế để cung cấp điện áp kép ổn định giữa đầu vào và đầu ra. Loại mạch này lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong TV ống tia âm cực (CRT) trong thời kỳ phát triển của công nghệ màn hình để cung cấp nguồn điện áp cao cần thiết.
Đặc điểm của mạch Delon là sử dụng hai đầu dò đỉnh nửa sóng để thu được điện áp đầu ra ổn định.
Với sự phát triển của công nghệ, kiến trúc này cũng đã được áp dụng cho các thiết bị điện tử khác, cho thấy tính linh hoạt và khả năng ứng dụng của nó.
Sự xuất hiện của mạch chuyển mạch tụ điện
Trong những năm gần đây, sự xuất hiện của mạch tụ điện chuyển mạch đã mang đến một lựa chọn mới cho các ứng dụng điện áp thấp. Các mạch này có khả năng chuyển đổi điện áp của nguồn DC thành hiệu ứng nhân, đặc biệt khi yêu cầu công suất tải cao.
Trong mạch chuyển mạch tụ điện, hai tụ điện được tích điện song song và sau đó chuyển sang mắc nối tiếp để đạt được hiệu điện thế gấp đôi.
Các mạch như vậy có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử chạy bằng pin để cho phép các thiết bị này hoạt động ở điện áp thấp mà vẫn cung cấp năng lượng cần thiết.
Ứng dụng bơm sạc Dickson
Bơm sạc Dickson là một bộ nhân điện áp hiệu quả cao khác. Nó bao gồm một loạt các điốt và tụ điện được điều khiển bởi các xung đồng hồ để sạc và chuyển đổi. Mạch này thường được sử dụng trong các mạch tích hợp, đặc biệt khi điện áp pin không đủ.
Cốt lõi của bộ nhân Dickson là nó sử dụng một tín hiệu đồng hồ duy nhất để đạt được hiệu ứng nhân của mạch.
Điều này khiến mạch Dickson trở thành sự lựa chọn cho nhiều thiết bị điện tử cầm tay vì chúng có khả năng cung cấp năng lượng cần thiết trong môi trường điện áp thấp.
Triển vọng công nghệ nhân đôi điện áp trong tương lai
Khi công nghệ tiếp tục phát triển, chúng ta có thể thấy trước những giải pháp sáng tạo hơn về công nghệ tăng gấp đôi điện áp. Ví dụ, mạch chuyển mạch ghép chéo được thiết kế cho điện áp đầu vào rất thấp, điều này đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của các thiết bị không dây.
Những công nghệ này cho phép thiết bị hoạt động với điện áp pin dưới một volt.
Công nghệ tăng gấp đôi điện áp đang phát triển như vậy không chỉ cung cấp nguồn điện hỗ trợ cho nhiều thiết bị điện tử khác nhau mà còn khiến chúng tôi đặt nhiều kỳ vọng vào việc thiết kế và đổi mới các sản phẩm điện tử trong tương lai.
Với nhiều công nghệ tăng gấp đôi điện áp như vậy, liệu chúng ta có thể thấy trước việc sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và các kịch bản ứng dụng sáng tạo hơn không?
