Hochspannungskaskade

erstellt 17.12.2015

Kaskade

Einfache Kaskade ( Villardschaltung) mit einer Stufe, bei einer Eingangsspannung von ca. 20 Volt Wechselspannung bekommt man am Ausgang ca. 56 Volt Gleichspannung.
Im Bild 1 sehen wir die Kaskade, bei der Eingangsspannung handelt es sich um eine Wechselspannung deren Spitzenspannung durch die Multiplikation mit dem Wert 1,414 errechnet werden kann.
Also 20 mal 1,414 ergibt ca 28 Volt Spitzenspannung mal 2 ergibt die Ausgangsspannung wobei noch kleine Verluste durch Spannungsverlust der Diode und Blindwiderstand der Kondensatoren abzuziehen sind.
Da man aber Kaskaden hauptsächlich für sehr hohe Spannung benötigt , sind diese relativ kleinen Verluste nicht erwähnenswert.

Bild 1

Nun zur zweiten Stufe mit der sich die Spannung noch einmal verdoppeln lässt, es addieren sich nämlich die Spannungen der Kondensatoren C2 und C4 zu einer Ausgangsspannung von etwa 103 Volt.(Bild 2)

Bild 2

In der nächsten Schaltung ( Bild 3) eine Verdoppler Schaltung mit insgesamt 4 Stufen

Bild 3

Man kann die Kaskade auch anders zeichnen , hier eine Alternative (Bild 4)
Bei einer Eingangsspannung von 20 V Wechselspannung ergeben sich an den Messpunkten folgende Werte gemessen gegen Masse:

Eingangsspsannung 20 Volt AC	Stufe	Messpunkt	Vrms (effektivwert)
	1	M1	36
	1	M2	58
	2	M3	83
	2	M4	99
	3	M5	113
	3	M6	117
	4	M7	118
	4

Bild 4

Nachfolgend die die an jedem Messpunkt erstellten Oszillogramme.
Um die Oszillogramme richtig auswerten zu können ist es nötig die folgenden Zeichen deuten zu können.

Zeichen	Bedeutung
Der gelbe Pfeil mit der 1 am linken Biuldschirmrand	Null Linie vom 1. Kanal. Der 1. Kanal zeigt die an der Kaskade anliegende Eingngspannung .
Der blaue Pfeil mit der 2 am linken Bildschirmrand	Null Linie vom 2. Kanal Der 2. Kanal zeigt die Messungen an den einzelnen Messpunkte an.
CH1=	Zeigt die Spannung die pro Kästchen in der Vertikalen für Kanal 1 angezeigt wird
CH2=	Zeigt die Spannung die pro Kästechen in der Vertikalen für Kanal 2 angezeigt wird
Weiße Horizontale Linie	Dient nur intern zu Messzwecke und hat für den Betrachter keine Bedeutung.

Messpunkt 1

Messpunkt 2

Messpunkt 3

Messpunkt 4

Messpunkt 5

Messpunkt 6

Messpunkt 7

Je mehr Stufen eine Kaskade beinhaltet um so länger dauert es bis die volle Spannung am Ausgang anliegt, weil sie ja immer nur weiter gepumpt wird , also vom 1. zum 2. Kondensator , dann zum dritten usw.

aktualisiert 01.02.2016