Kaskadi (elektroniikka)

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Kaskadi eli jännitteenkertaaja on Cockcroft-Walton generaattorista muunneltu yksinkertainen sähköinen piiri jolla vaihtovirran jännitettä voidaan nostaa kondensaattoreista ja diodeista rakennetun virtapiirin avulla virran muuttuessa samalla piirin ensimmäisen diodin jälkeen tasavirraksi.

Toiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Neliportaisen kaskadin rakenne: Us on vaihtovirtalähde, Cn kondensaattoreita, Dn diodeja, ja 4Us kaskadin nelinkertaistaman jännitteen ulostulo.
Tyypillinen television kaskadi (vihreä), ja sitä virroittava juovamuuntaja (sininen).
Yhden megavoltin (1 MV = 1 000 000 V) Cockcroft-Walton generaattori vuodelta 1937.

Kaskadin toiminta voidaan selittää yksinkertaisesti seuraavan kaavan perusteella:

Voltage amplifier explain.png
Television juovamuuntaja ja kaskadi.

Alimpana kuvassa on muuntaja (Tr) ja tässä tapauksessa kaskadin ensimmäisen diodin ollessa positiivinen napa muuntajaan päin, vaihtovirran positiivinen jännitepiikki läpäisee diodin ja potentiaaliero vaiheen ja nollan välillä lataa ensimmäisen kondensaattorin C1 tässä tapauksessa muuntajan toisiojännitteen 100 V -suuruiseksi. Syötettäessä kaskadia vaihtovirralla, ensimmäinen kondensaattori lataa kondensaattorin C2 diodin läpi.

Tämä on tyypillinen puoliaaltotasasuuntaavan kaskadin rakenne.

Potentiaalierot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Muuntajan toisiokäämin navoissa ilmenevä jatkuva vaihtelu positiivisen ja negatiivisen jännitteen välillä lataa kondensaattorit diodien läpi. Suurin potentiaaliero muodostuu muuntajan nollajohtimen ja viimeisimmän kondensaattorin väliin.

Kaskadityyppejä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yleisesti käytetyimpiä kaskadityyppejä oli television juovamuuntajan jännitteen nostamiseen ja vakavoimiseen tarkoitettu neliportainen (neljä diodia ja kondensaattoria) muovikuoren sisälle hartsiin upotettu kaskadi. Tämäntyyppiset kaskadit ovat poistuneet käytöstä nykyaikaisten juovamuuntajien, ja uudentyyppisten näyttölaitteiden tieltä.

Myös kaikissa mikroaaltouuneissa on kaskadi joka koostuu yhdestä kondensaattorista ja diodista. Sen tarkoitus on nostaa muuntajalta tuleva 2100 V suuruinen jännite riittävän korkeaksi magnetronille.

Kaskadeja käytetäänkin nykyisin lähinnä tieteellisissä tarkoituksissa ja erilaisissa sähkökokeissa.

Cockcroft-Walton generaattori[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Cockcroft-Walton- eli CW-generaattori on nimestään huolimatta myös kaskadi. CW-generaattoreiksi kutsutaankin lähinnä suuria useampiportaisia, satoihin kilovoltteihin tai ja sitä suurempiin (megavoltteihin) jännitteisiin yltäviä kaskadeja.

Generaattori on nimetty fyysikoiden John Cockcroft ja Ernest Walton mukaan, heidän käytettyään miljoonan voltin kaskadia atomin halkaisemisessa keinotekoisella ydinreaktiolla.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Käännös suomeksi
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.