Tripler на напрежението е веригата, при която получаваме три пъти пиковото входно напрежение, като ако пиковото напрежение на променливото напрежение е 5 волта, ще получим 15 волта постоянен ток на изхода. Обикновено трансформаторите са за повишаване или понижаване на напрежението, но понякога трансформаторите не са осъществими поради техния размер и цена. Този вид утроител на напрежение (множител на напрежение) може да бъде изграден с помощта на няколко диода и кондензатори. Тези схеми са много полезни, когато трябва да се генерира високо постояннотоково напрежение с ниско променливо напрежение и се изисква нисък ток, като в CRT (катодни лъчи) монитори в телевизора и компютрите. CRT мониторът изисква високо DC напрежение с нисък ток.
Компоненти
- Диоди -3 (1N4007)
- Кондензатори - 22uf (3)
- Трансформатор (9-0-9)
Схема и обяснение на триплера на напрежение
Можем да разширим предишната верига за удвояване на напрежението, за да създадем верига за утрояване на напрежението. В предишната схема използвахме 555 таймер за генериране на квадратна вълна чрез постоянен ток, но в тази схема използвахме променлив ток (променлив ток) и просто добавихме още един диод и кондензатор, за да утроим напрежението.
Използвахме трансформатори 9-0-9, за да намалим напрежението на променливотоковото захранване (220v), за да можем да го демонстрираме на макет.
По време на първия положителен половин цикъл на променлив ток, диод D1 се пристрасти напред и кондензаторът C1 се зарежда през D1. Кондензаторът C1 се зарежда до пиковото напрежение на променлив ток, т.е. Vpeak.
По време на отрицателния полуцикъл на AC, диодът D2 провежда и D1 се отклонява обратно. D1 блокира разреждането на кондензатора C1. Сега кондензаторът C2 се зарежда с комбинираното напрежение на кондензатора C1 (Vpeak) и отрицателния пик на променливото напрежение, което също е Vpeak. Така че кондензаторът C2 се зарежда до 2Vpeak volt.
По време на втория положителен половин цикъл, диодите D1 и D3 провеждат и D2 получават обратна пристрастност. По този начин кондензаторът C2 зарежда кондензатора C3 до същото напрежение като него, което е 2 Vpeak.
Сега кондензаторът C1 и C3 са последователно и напрежението в C1 е Vpeak, а напрежението в C3 е 2 Vpeak, така че напрежението в последователната връзка на C1 и C3 е Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, че как получаваме тройното напрежение на пиковата стойност на AC. Въпреки че напрежението не е точно три пъти от пиковото напрежение, тъй като някои напрежения падат в диодите, така че полученото напрежение ще бъде:
Vout = 3 * Vpeak - напрежението пада на диодите
В нашия случай използвахме 9v като входно напрежение и получихме приблизително 37.1v изходно напрежение. 9v е RMS стойността, така че стойността Vpeak е 9 * корен 2 = 9 * 1.414 = 12.7 v.
Така че нашето изходно напрежение трябва да бъде: 12,7 * 3 = 38,1v
Но получихме ок. 37.1v, така че приблизително 38.1 - 37.1 = 1v е изпуснат през диоди.
Недостатък на тази верига за утрояване на напрежение е, че честотата на пулсациите е много висока и е много трудно да се изглади изхода, като използването на голямата стойност на кондензаторите може да помогне за намаляване на вълните. И предимството е, че можем да генерираме много високо напрежение от източник на захранване с ниско напрежение.
Бележки:
- Напрежението няма да се утрои моментално, но ще се увеличи бавно и след известно време ще се настрои на Три пъти входното напрежение.
- Номиналното напрежение на кондензатора C2 и C3 трябва да бъде поне два пъти по-голямо от входното напрежение.
- Изходното напрежение не е точно трикратно от входното напрежение, то ще бъде по-малко от входното напрежение. Както получихме 37,1v за 12,7 Vpeak стойност на захранването с променлив ток (9v е rms стойност, означава Vpeak е 9 * 1,414 = 12,7v) входно захранване.
Също така можем да генерираме много по-високо напрежение и да получим четирикратно, 5 пъти, 6 пъти, 7 пъти и повече, напрежението на пиковото променливо напрежение, като добавим още диоди и кондензатори.