Удвоителят на напрежение е веригата, при която получаваме двойното от входното напрежение, като ако захранваме 5v напрежение, ще получим 10 волта на изхода. Обикновено трансформаторите са за повишаване или понижаване на напрежението, но понякога трансформаторите не са осъществими поради техния размер и цена. И така, ето бързо, лесно и практично решение за удвояване на напрежението, като се използва 555 таймер IC.
Компоненти
- 555 IC таймер
- Диоди -2 (1N4007)
- Резистори - 10k, 33k
- Кондензатори - 22uf (2), 0.01uF (2)
- 3-12v Източник на захранване
Схема и обяснение на удвоител на напрежение
Можем да разделим веригата на две части, първата част включва 555 времевата интегрална схема в режим Astable, за да генерира квадратна вълна, а втората част се състои от 2 диода и 2 кондензатора, за да удвои изходното напрежение.
Конфигурирали сме 555 IC таймер в режим Avable multivibrator, за да генерира квадратна вълна от ок. 2KHz, тази честота се определя от резистора R1, R2 и кондензатора C1. По-долу има формули за същото:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Когато изходът при PIN 3 на 555 IC е нисък, диодът D1 се пристрастява напред и кондензаторът C3 се зарежда през D1. Кондензаторът C3 се зарежда до същото напрежение на източника, в нашия случай 5v.
Сега, когато изходът при ПИН 3 стане висок, D1 получава обратна пристрастност и блокира разреждането на кондензатора C3, а в същото време D2 е пристрастен напред и позволява на кондензатора C4 да се зареди. Сега кондензаторът C4 се зарежда с комбинираното напрежение на кондензатора C3 и напрежението на входния източник, означава 5v от кондензатора C3 и 5v от входното захранване, така че зарежда до 10v (два пъти по-голямо от напрежението на входния източник). Но на практика получаваме изходно напрежение по-малко от два пъти от входното напрежение, както в нашия случай получаваме прибл. 8.76v вместо 10v.
Има и някои недостатъци на тази верига за удвояване на напрежение:
- Тази схема обаче е много полезна за генериране на по-високо напрежение от източник с ниска мощност, но това може да достави само до 50 mA ток. Така че трябва да се използва само за приложения с нисък ток.
- Също така изходното напрежение може да е нестабилно, така че може да се използва регулатор на напрежение (IC78XX) с подходящо номинално регулиране и плавен изход Но самият регулатор на напрежението IC консумира малко ток и намалява тока на доставка (не трябва да надвишава 70mA).
Бележки:
- Входното напрежение трябва да бъде между 3-12 волта, по-високото напрежение ще унищожи 555 IC таймера.
- Натоварването на изхода не трябва да тече повече от 70 mA ток.
- Напрежението няма да се удвои мигновено, но ще се увеличава бавно и след известно време ще се настрои на двойно по-голямо входно напрежение.
- Номиналното напрежение на кондензатора С4 трябва да бъде поне два пъти по-голямо от входното напрежение.
- Изходното напрежение не е точно два пъти по-голямо от входното напрежение, то ще бъде по-малко от входното напрежение. Както получихме 8,76v за 5v входно захранване и ако приложите 12v, изходното напрежение ще бъде 18-20 волта.