コッククロフト・ウォルトンの回路の原理がわからない

質問

コッククロフト・ウォルトンの回路の原理が理解できません。
gundogさんのサイト
http://www15.plala.or.jp/gundog/homepage/densi/highvoltage/highvoltage.html
を見て、倍電圧整流回路と半波倍電圧整流回路 は説明を読むとなんとなく
理解できます。しかしコッククロフト・ウォルトンの回路の説明はあっさり
していて理解できません。要はコンデンサーを並列にならべて充電して、
直列にならべて放電するらしいんですが、回路を何回見ても＋、－が
ごっちゃになって理解できません。
だれかわかりやすく説明していただけないでしょうか。

回答No.4

foobar · ベストアンサー

もうちょいわかりやすく、ってなリクエストがあったようなので。
ご質問のURLにある図で、便宜上、上段のコンデンサに左からC2,C4,C6,..の番号を、下段のコンデンサにも同様に左からC1,C3,C5と番号をつけます。コンデンサの電圧は、右向きを＋にとります、ダイオードも左からD1,D2,D3,D4,,と番号をつけます。
左の交流電源が±Eの電圧を出す（上向きを正とする）とし、とりあえず負荷電流は流れていない無負荷状態とします。
電源が、-Eのとき、D1を通じてC1が-E（ということは、左側が＋）に充電されます。次の半サイクルで電源がEになったとき、C2にはD2を通じてC1の電圧と電源の電圧の和-2Eがかかり、－２Eに充電されます。次の半サイクルでは、C1とC3の直列回路にはD3を通じて、電源電圧E+C2の電圧２Eの和、３Eがかかり、C1とC3の直列回路は-3Eに充電され（C1が-Eに充電されているので、C3自体は-2Eに充電される）ます。で、次の半サイクルでは、C2とC4の直列回路に、電源＋C1+C3の電圧４Eがかかって、この直列回路は-4Eに充電（C2が-2Eに充電されているので、C4はー２Eに充電され）という具合に、半サイクルごとにn-1段目の充電電圧と電源電圧が直列になって、n段目のコンデンサを充電する、という具合に充電が行われ、定常的にはC1が-E,C2以降は-2Eに充電され、最終段には-nEの電圧がかかるようになります。
実際には、n段目のコンデンサを充電するときには、n-1段目までのコンデンサが放電するので半サイクル毎に一段分ずつ2Eの充電が完了できるわけじゃなく（放電分しただけ低い電圧になる)各段は順次2Eに向けて電圧が上がってゆくのと、電圧が負荷電流をとっているので、負荷電流分の充電も行われますが、大雑把にはこんな感じです。

回答No.6

fxq11011

No5
追記。
時間差と言うより、わずかでも抵抗があれば電圧が現れると理解する方が正しいかも知れません。

回答No.5

fxq11011

No1さん、ありがとうございます。
大雑把ながら理解できるかと思います、ダイオードだけに着目するとすべて直列に繋がっているので惑わされましたが、電圧がかかった時にはダイオードといえどもわずかの抵抗があり、コンデンサーはほとんど抵抗が無いため現実の現象には非常にわずかの時間差攻撃？の影響が無視できないようですね。

回答No.3

fxq11011

No1さん、言葉だけの知識、生半可な知識をひけらかしているだけです。
本当に理解しているのなら、素人に解るように説明してみたら・・・・。
ものすごく勉強になりますよ。

回答No.2

sunspot_number

例えば、半波倍電圧整流回路に於いて、

回路図のD2で入力交流電圧が入力端子のB側がA側に対して正になった場合にC1にその尖頭電圧よりダイオードD2の順方向電圧を差し引いた電圧で充電されます。

端子AとBの電位差が逆になった時は、その電圧にC1に充電された電圧が加わりダイオードD1の順方向電圧を差し引いた電圧でC2が充電されます。

倍電圧回路では出力側に流せる電流が入力側に比べて半分以下になる点に注意が必要で、コッククロフト・ウォルトン回路みたいに何倍にも電圧を上げる場合、入力電流に対してその何分の一未満の電流しか取り出せないという欠点があります。
　出力電力 = 入力電力 - 倍電圧回路の損失電力
ですから。

回答No.1

foobar

コンデンサを並列に充電して、直列にして放電、というのはインパルス電圧の精製に使われているマルクスジェネレータかと思います。
コッククロフトでは、n段目のコンデンサを充電するさいに、トランスの電圧にn-1段目までの充電電圧を直列にして使う、というような挙動をしています。

補足

やっぱり最初から勘違いでしたか。
それでもうちょっと詳しい解説おねがいします。