Voltage Tripler is het circuit waar we het drievoud van de piekingangsspanning krijgen, alsof de piekspanning van de wisselspanning 5 volt is, krijgen we 15 volt gelijkstroom aan de uitgang. Over het algemeen zijn transformatoren er om de spanning te verhogen of te verlagen, maar soms zijn transformatoren niet haalbaar vanwege hun grootte en kosten. Dit soort spanningsvermenigvuldiger (spanningsvermenigvuldiger) kan worden gebouwd met behulp van een paar diodes en condensatoren. Deze circuits zijn erg handig waar hoge gelijkspanning moet worden gegenereerd met lage wisselspanning en lage stroom vereist is, zoals bij CRT-monitoren (kathodestraalbuizen) in tv en computers. CRT-monitor vereist hoge gelijkspanning met lage stroom.
Componenten
- Diodes -3 (1N4007)
- Condensatoren- 22uf (3)
- Transformator (9-0-9)
Voltage Tripler schakelschema en uitleg
We kunnen de vorige spanningsverdubbelingsapparaat circuit uit te breiden tot het creëren van spanning tripler circuit. In het vorige circuit hebben we de 555-timer gebruikt om de blokgolf via DC te genereren, maar in dit circuit hebben we AC (wisselstroom) gebruikt en zojuist nog een diode en condensator toegevoegd om de spanning te verdrievoudigen.
We hebben 9-0-9 transformatoren gebruikt om de netspanning (220v) te verlagen, zodat we het op breadboard kunnen demonstreren.
Tijdens de eerste positieve halve cyclus van AC wordt diode D1 naar voren voorgespannen en wordt condensator C1 opgeladen via de D1. Condensator C1 wordt opgeladen tot de piekspanning van AC, dwz Vpeak.
Tijdens de negatieve halve cyclus van de AC, geleidt diode D2 en D1 in tegengestelde richting. D1 blokkeert het ontladen van condensator C1. Nu wordt de condensator C2 opgeladen met de gecombineerde spanning van condensator C1 (Vpeak) en de negatieve piek van de wisselspanning die ook Vpeak is. Dus de condensator C2 laadt op tot 2Vpeak volt.
Tijdens de tweede positieve halve cyclus geleiden Diode D1 en D3 en worden D2 in tegengestelde richting voorgespannen. Op deze manier laadt condensator C2 de condensator C3 op tot dezelfde spanning als hijzelf, namelijk 2 Vpiek.
Nu zijn de condensator C1 en C3 in serie en de spanning over C1 is Vpiek en de spanning over C3 is 2 Vpiek, dus de spanning over de serieschakeling van C1 en C3 is Vpiek + 2Vpiek = 3 Vpiek, zo krijgen we de drievoudige spanning van de piekwaarde van AC. Hoewel de spanning niet precies driemaal de piekspanning is, omdat er wat spanning over de diodes daalt, zou de resulterende spanning zijn:
Vout = 3 * Vpeak - spanningen vallen over diodes
In ons geval hebben we 9v als ingangsspanning gebruikt en hebben we ongeveer. 37.1v uitgangsspanning. 9v is de RMS-waarde, dus de Vpeak-waarde is 9 * root 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Dus onze uitgangsspanning zou moeten zijn: 12,7 * 3 = 38,1v
Maar we hebben ongeveer. 37.1v, dus ca. 38,1 - 37,1 = 1v is over diodes gevallen.
Nadeel van dit spannings-tripler-circuit is dat de rimpelfrequentie erg hoog is en het erg moeilijk is om de output af te vlakken, het gebruik van de grote waarde van condensatoren kan het rimpelen helpen verminderen. En het voordeel is dat we een zeer hoge spanning kunnen genereren uit een laagspanningsstroombron.
Opmerkingen:
- Het voltage zal niet onmiddellijk verdrievoudigen, maar het zal langzaam toenemen en na enige tijd zal het worden ingesteld op het drievoudige van de ingangsspanning.
- De nominale spanning van condensator C2 en C3 moet minstens tweemaal de ingangsspanning zijn.
- De uitgangsspanning is niet precies het drievoud van de ingangsspanning, deze zal lager zijn dan de ingangsspanning. Zoals we 37,1v hebben voor 12,7 Vpiekwaarde van AC-voeding (9v is rms-waarde, betekent Vpeak is 9 * 1,414 = 12,7v) ingangsvoeding.
We kunnen ook een veel hogere spanning genereren en kunnen de spanning van de piek AC-spanning verviervoudigen, 5 keer, 6 keer, 7 keer en meer krijgen door meer diodes en condensatoren toe te voegen.