科克罗夫特沃尔顿乘数计算器

Cockroft Walton 乘数计算器是一种专用工具，用于计算 Cockroft-Walton 电压乘数器电路的输出电压。该电路通过多级排列的一系列电容器和二极管将低交流输入电压转换为明显更高的直流输出电压。它广泛用于粒子加速器、X 射线机和高压 功率 耗材。

该计算器简化了计算电路输出电压的复杂过程，考虑了级数、负载电流、输入频率和元件值等因素。

科克罗夫特·沃尔顿乘数计算器公式

可以使用以下公式计算 Cockroft-Walton 倍增器的输出电压：

地点：

• 输出：输出电压
• Vin_peak：交流电源的峰值输入电压
• N：乘法器的级数
• 加载：负载电流
• R：二极管和电容器的等效串联电阻
• Q：每次循环中转移的电荷
• C：每个电容器的电容
• f：输入交流频率

说明

1. 2 × Vin_峰值 × N：表示理想的电压增益，假设没有损失。
2. 负载 × (R × N × (N + 1) / 2): 占 电压下降 由于负载电流和内部电阻。
3. （Q / C × f × N）：考虑由于电荷存储限制引起的纹波电压和电压降。

该公式确保准确预测输出电压，并考虑到现实世界的效率低下。

快速使用参考表

以下是一个参考表，展示了具有典型参数的标准 Cockroft-Walton 乘法器的近似输出电压。这些是一般估计值，可帮助用户进行无需详细计算的操作。

输入交流电压（V_peak）	级数 (N)	电容（μF）	负载电流（毫安）	输出电压（V）
100	5	1	10	920
120	6	0.5	15	1080
200	8	0.1	5	1600
300	10	0.05	2	2800

此表假设电阻和纹波最小。实际结果可能因电路参数而异。

Cockroft Walton 乘数计算器示例

让我们计算具有以下规格的 Cockroft-Walton 乘法器的输出电压：

• Vin_peak：120 V
• N：6 个阶段
• 加载：15 mA
• R：5欧姆
• C: 0.5 微法拉
• f：50赫兹
• Q：0.015 C（以 Iload / f 计算）

步骤 1：理想电压

理想电压增益 = 2 × Vin_peak × N = 2 × 120 × 6 = 1440 V

第 2 步：由于负载导致的电压下降

负载引起的电压降 = Iload × (R × N × (N + 1) / 2) = 0.015 × (5 × 6 × (6 + 1) / 2) = 0.015 × 105 = 1.575 V

步骤3：纹波电压

纹波电压 = Q / (C × f × N) = 0.015 / (0.5 × 10⁻⁶ × 50 × 6) = 0.015 / 0.00015 = 100 V

步骤4：最终输出电压

Vout = 理想电压增益 − 电压降 − 纹波电压 = 1440 − 1.575 − 100 ≈ 1338.425 V

输出电压约为 1338.4 V.

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