doble de duplicador de voltaje

Los duplicadores de voltaje, como los que están cerca de ser una etapa de los multiplicadores de Cockroft-walton, son bien conocidos. Permiten duplicar el voltaje de una entrada de CA y pueden ser útiles en la salida de un transformador, por ejemplo. Por supuesto, el precio es que la corriente de salida es la mitad de la corriente de entrada. Mi pregunta es: ¿hay un circuito (con suerte analógico y pasivo), no un transformador, que realice la doble tarea: ingresar una corriente de CA y emitir una corriente de CA (o incluso CC) con la mitad del voltaje de entrada, y el doble de corriente de entrada.

INSIGHT: sería suficiente encontrar una manera de cargar 2 condensadores en serie y descargarlos en paralelo.

Puede construir dicho circuito, pero requiere algún dispositivo activo. No puedes hacerlo solo con diodos y condensadores. Aquí hay una división entre ocho que toma la red eléctrica de CA como entrada y las salidas de CC. Tiene aproximadamente un 85% de eficiencia a 4W. Podría mejorarse de varias maneras, pero como es, es bastante simple:

R10 es la carga. En este ejemplo, consume aproximadamente 4 W con una entrada de 220 VCA (el voltaje de salida es de aproximadamente 32 V). No se puede dibujar mucho más sin que la eficiencia disminuya drásticamente.

Así es como funciona: cuando el seno de CA de entrada es positivo, el PMOS se bloquea y los ocho condensadores en serie se cargan a través del diodo superior D30 y todos los shottkies (PMEG6030) en serie (los otros diodos no conducen). Entonces cada condensador termina siendo cargado en VIN / 8. Cuando el seno es negativo, D30 deja de conducir, pero el PMOS conduce. Esto hace que todos los MMDB3004 sean conductores y los ocho condensadores se vuelvan todos en paralelo. La carga se transfiere al condensador de salida C4.

Esto, de hecho, funciona exactamente como una bomba de carga. Puedes dividir entre lo que quieras en lugar de ocho, ajustando el número de condensadores y diodos. Por supuesto, la eficiencia se verá afectada si hay demasiadas.

Este circuito funciona en media onda (la mitad para cargar, la otra mitad para descargar). Sería posible hacerlo funcionar en onda completa, pero se volvería mucho más complicado.

También tenga en cuenta que la elección de los componentes es crítica. Todos los diodos, excepto los shottkies en serie, deben soportar la tensión de red. Los shottkies y los condensadores deben soportar el voltaje de salida máximo (voltaje de entrada dividido entre ocho). El PMOS debe soportar la tensión de red y tener un RDSon relativamente bajo, de lo contrario, la eficiencia cae mucho. R1 debe estar clasificado para la tensión de red.

Finalmente, desde un punto de vista de seguridad, no recomendaría este circuito, ya que no hay aislamiento. Además, el tamaño de cada componente lo hace no más compacto que un pequeño transformador. Probablemente no sea más barato también, dada la cantidad de componentes requeridos (cuando se divide por una relación alta), y dado el mosfet requerido (sin embargo, sería posible revertir todo el circuito y usar un fet de canal N más barato). Con todo, este circuito ciertamente no es la mejor opción, en realidad.

Tal vez utilizando un doble del condensador? Algo como esto:

Conceptualmente, mientras el condensador en el duplicador de voltaje mantiene un voltaje en un nodo que nunca llega a cero, en este circuito la inductancia almacena energía y mantiene una corriente en una rama que nunca llega a cero.

La corriente promedio en ${L_1}$ en esta imagen es 1.5 veces el ${I_{D1}}$ (la corriente promedio en $D_1$ es 1,6 A), pero si reducimos la ondulación, la corriente rectificada sería de alrededor de 3,2 A, por lo tanto $I_{L1} = 3.2{\text{A}} = 2* \overline{I_{D1}}$.
La pregunta es: ¿cómo podemos reducir la ondulación?

Ngspice me da resultados similares.