@logos23 die Ausgangsbetrachtung deiner Simulation ist schon falsch.
Wo hängt diese Schaltung an der Wechselspannung direkt???
Du darfst den Brückengleichrichter nicht außer Betracht lassen.

Was passiert z.B. wenn an Punkt 1 die positive Halbwelle ist?
D3 sperrt - nanu, würde ja bedeuten das wir nur mit einer Halbwelle arbeiten.
Genau jetzt kommt R1 ins Spiel. Der Strom fließt da nämlich über D1, R1 zum Fußpunkt.
Effektiv hast du durch die Last und die Spannungsabfälle auch viel weniger Spannung zur Verfügung, das Teil arbeitet ja irgendwie schwebend.
Und du darfst nicht vergessen das ja der Brückengleichrichter eigentlich schon die positive Spannung bereitstellt. Vielleicht muß man das auch mit in Betracht ziehen.

Wie will man sonst hier eine negative Spannung bereitstellen?
Wird wohl die einfachste Lösung sein.

Hat leider etwas länger gedauert.
Habe den Schaltplan mal etwas umgezeichnet und erkläre ihn nun stufenweise.

Linke Abbildung:
Der Gleichrichter samt Pufferkondensator und Sicherheits-Entladewiderstand. Oben kommt Wechselspannung mit einer Amplitude von 20V rein (sag ich mal).
Das Potential der linken Schiene sei permanent 0V (das definiere ich mal so). Dann hat die rechte Schiene permanent 20V (nachdem sich der Kondensator erst mal aufgeladen hat).
Das Potential an Punkt A schwankt zwischen 0 und 20V. Über D3 liegt also eine Wechselspannung von 20V (Spitze zu Spitze).

Mittlere Abbildung:
Nun kommt der Villard-Verdoppler.
Seien C2,C3 entladen. Punkt A springt gerade von 0V auf 20V. Was passiert?
Klar, C2 lädt sich über D5 auf, bis er voll ist. Nun fällt das Potential an Punkt A wieder ab, bis auf 0V. C2 möchte sich nun wieder entladen. Über D5 geht das nicht, die sperrt. Also entlädt sich C2 über D6,C3. Dabei geht nicht alle Ladung von C2 auf C3 über. Sind C2,C3 genau gleich groß, verschiebt sich so lange Ladung, bis über C2,C3 jeweils die gleiche Spannung abfällt.
C2 ist nun noch auf 10V aufgeladen, C3 auch auf 10V.
Nun kommt der nächste Zyklus. C2 lädt sich wieder voll auf 20V auf, danach gibt er einen Teil seiner Ladung wieder an C3 ab. C2 hat dann noch 15V, genau wie C3 auch.
Am Ende des nächsten Zyklus hat C3 eine Spannung von 17,5V.
Pro Zyklus kommt also die Hälfte der Differenz der Anfangsspannung zu 20V dazu. Der Name "Ladungspumpe" sollte jetzt auch klar sein.

Rechte Abbildung:
C3 liegt nun genau in Reihe zu den Gleichspannungsanschlüssen des Gleichrichters. An den Anschlüssen für den Verbraucher liegen also die 20V des Gleichrichters an, plus der Spannung des Kondensators (die von der Zenerdiode begrenzt wird).

So viel zum Grundprinzip. Im Elektronik-Kompendium gibt es sehr gute weiterführende Kurse zu dem Thema.

Ist noch was unklar?


Gruß, Bartho

Edit: Bild geändert

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Bartholomew am  3 Mär 2009 19:08 ]

Das ist aber nur eine Erklärung der Villard-Schaltung an sich ohne Berücksichtigung des Brückengleichrichters.

In der linken Schaltung ist übrigens D4 und D1 falsch eingezeichnet.

Zitat :

In der linken Schaltung ist übrigens D4 und D1 falsch eingezeichnet.

Hoppla. Danke für den Fingerzeig.

Muss man zum Brückengleichrichter noch was sagen? Zum einen stellt er 20VDC bereit, gestützt durch C1. Zum anderen 20VAC. An der linken Leitung liegt dabei immer das niedrigste Potential an.
Die Villardschaltung macht dann aus den 20VAC noch einmal 20VDC (eigentlich weniger) in Reihe zu den bereits vorhandenen 20VAC (die natürlich auch schwanken).

Und weil die Villardschaltung Probleme hat, 20VDC auch unter Last mit geringer Rippelspannung zu halten, wird die max. Spannung durch die Zenerdiode/Z-Diode begrenzt und das Problem damit entschärft.


Gruß, Bartho