Spannungsvervielfacher machen aus einer angelegten Wechselspannung eine Gleichspannung, bei der die Ausgangsspannung größer ist als der Scheitelwert der Eingangsspannung. Aus Spannungsvervielfachern können nur kleine Ströme entnommen werden. Sie sind zu finden in Fernsehgeräten oder elektrostatischen Staubfiltern, in Luftionisatoren oder Insektenfängern.
| Nicht sehr spannend ist die
Delon-Schaltung die nur eine Spannungsverdopplung erlaubt: UA ~ 2 * US Die beiden Kondensatoren werden abwechseld von der Wechselspannung aufgeladen. Dabei entsteht ein doppelter Scheitelwert. |
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Villard-Schaltung Siemens-Schaltung, Kaskadenschaltung, Einpulsverdoppler, Zweipulsvervielfacher Cockroft Walton Voltage Multiplier Sie erlaubt eine Spannungsvervielfachung. |
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| Im einfachsten Fall verdoppelt sie: UA ~ 2 * US. Während einer Halbwelle werden die Kondensatoren aufgeladen. Bei der nächsten Halbwelle addieren sie sich zur Ausgangsspannung. Damit der Kondensator C2 sich nicht über C1 entlädt, wird die Diode D2 als Entladesperre eingebaut.
Ist der Transformator auf der Sekundärseite einseitig geerdet, können weitere Schaltungen angeschlossen werden. |
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| "Verlängert" man diese Schaltung, so entsteht eine Spannungsvervielfacherschaltung. Je mehr DC-Kombinationen angeschaltet werden, desto größer die Ausgangsspannung:
UA ~ 2 * n * US (n = Anzahl der Stufen). "Oben" kann man die 3-, 5-, 7-fache... Spannung erzielen. "Unten" erhält man die 2-, 4-, 6-fache... Spannung. |
 Jede Stufe wird nur mit der gleichen Spannung wie in der 1. Stufe belastet. |
| Theoretisch ist die Ausgangsspannung beliebig hoch, in der Praxis liegt die Grenze bei 25 Stufen. Unter Last fällt die Spannung rasch ab (ungefähr hyperbolisch), da die Kondensatoren über die vielen Stufen nicht so schnell nachgeladen werden können.
Die Spannung ist sehr wellig und kann durch Erhöhen der Frequenz der Eingangsspannung vermindert werden. Je höher die Ausgangsspannung gewählt wird, desto niedriger ist die zu entnehmende Stromstärke. |
 Einer Netzspannung von 230 Veff entspricht 650 Vpp. Mit 10 Stufen werden also 6.5kV erreicht. |
| Die Villard-Schaltung ist einfach und preisgünstig nachzubauen. Man nehme Universal-Silizium-Dioden "1 N 4007" und 1250Vac/600Vdc Kondensatoren mit 47nF und eine Platine (Epoxy) wie nebenstehend.
Als Wechselstromquelle kommt das Haushaltsnetz in Frage, mit einem Trenntrafo und einer 0.1 A Sicherung. Oder weniger gefährlich eine Batterie (oder Solarzelle) und ein Schwingkreis, an einem Trafo angeschlossen. Das Erdkabel (an einer Wasserleitung oder einem Heizungskörper einer Zentralheizung) ist unbedingt notwendig. Die Isolation des Trafos kann ohne Erde zerstört werden. Am Schaltungsausgang sollte ein Widerstand mit 20 MOhm für das Weiterleben des Benutzers sorgen. Ebenso können die Dioden bei einer plötzlichen Entladung der Kondensatoren explodieren. |
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