двойной удвоитель напряжения

Удвоители напряжения, подобные тем, которые близки к одной ступени множителей Кокрофта-Уолтона, хорошо известны. Они позволяют удвоить напряжение на входе переменного тока и могут быть полезны, например, на выходе трансформатора. Конечно, цена заключается в том, что выходной ток составляет половину входного тока. Мой вопрос: есть ли схема (надеюсь, аналогичная и пассивная), а не трансформатор, которая выполняет двойную задачу: вводить переменный ток и выводить переменный (или даже постоянный ток) с половиной входного напряжения и в два раза больше входной ток.

INSIGHT: достаточно было бы найти способ заряжать 2 конденсатора последовательно и разряжать их параллельно.

Вы можете построить такую ​​схему, но для этого требуется активное устройство. Вы не можете сделать это только с помощью диодов и конденсаторов. Вот одно деление на восемь, которое принимает сеть переменного тока в качестве входа и выхода постоянного тока. Эффективность около 4% составляет около 85%. Его можно улучшить несколькими способами, но на самом деле все довольно просто:

R10 - это нагрузка. В этом примере он потребляет около 4 Вт со входом 220 В переменного тока (выходное напряжение составляет около 32 В). Вы не можете рисовать намного больше без резкого снижения эффективности.

Вот как это работает: когда синус на входном переменном токе положительный, PMOS блокируется, и восемь последовательно соединенных конденсаторов заряжаются через верхний диод D30 и все разряды (PMEG6030) последовательно (остальные диоды не являются проводящими). Таким образом, каждый конденсатор заряжается на VIN / 8. Когда синус отрицательный, D30 перестает проводить, но PMOS проводит. Это делает все MMDB3004 проводящими, и все восемь конденсаторов становятся параллельными. Затем заряд передается на выходной конденсатор C4.

На самом деле это работает точно так же, как зарядный насос. Вы можете разделить на то, что вы хотите вместо восьми, отрегулировав количество конденсаторов и диодов. Конечно, эффективность будет затронута, если их будет слишком много.

Эта схема работает на полуволнах (одна половина для зарядки, одна половина для разряда). Можно было бы заставить его работать на полную волну, но это стало бы намного сложнее.

Также обратите внимание, что выбор компонентов имеет решающее значение. Все диоды, кроме последовательных шотки, должны выдерживать сетевое напряжение. Шотки и конденсаторы должны выдерживать максимальное выходное напряжение (входное напряжение делится на восемь). PMOS должен выдерживать сетевое напряжение и иметь относительно низкое значение RDSon, в противном случае эффективность сильно падает. R1 должен быть рассчитан на напряжение сети.

Наконец, с точки зрения безопасности, я бы не рекомендовал эту схему, так как здесь нет изоляции. Кроме того, размер каждого компонента делает его не более компактным, чем маленький трансформатор. Вероятно, не дешевле, учитывая количество требуемых компонентов (при делении на высокое соотношение) и требуемый mosfet (хотя можно было бы изменить всю схему и использовать более дешевый N-канальный выбор). В общем, эта схема определенно не лучший выбор, на самом деле.

Может быть, с использованием двойного конденсатора? Что-то вроде этого:

Концептуально, в то время как конденсатор в удвоителе напряжения поддерживает напряжение на узле, который никогда не падает до нуля, в этой схеме индуктивность накапливает энергию и поддерживает ток в одной ветви, который никогда не падает до нуля.

Средний ток на ${L_1}$ в этой картине 1,5 раза ${I_{D1}}$ (средний ток на $D_1$ 1,6 А), но если мы уменьшим пульсации, выпрямленный ток будет около 3,2 А, таким образом $I_{L1} = 3.2{\text{A}} = 2* \overline{I_{D1}}$,
Вопрос в том, как мы можем уменьшить пульсации?

Ngspice дают мне похожие результаты.