- Fullbølgespenningsdobler
- Dobbel krets for halvbølgespenning
- Spenning tripler krets
- Spenning Firdobbelt krets
- Video:
- Merknader:
Spenningsmultiplikatorer er kretsene der vi får veldig høy DC-spenning fra lav AC-spenningsforsyning, en spenningsmultiplikatorkrets genererer spenning i multiplum av toppinngangsspenning på AC, som om toppspenningen til AC-spenning er 5 volt, vil vi få 15 volt DC på utgangen, i tilfelle av Voltage Tripler-krets. Multimeter leser bare RMS-verdien (root mean voltage) av vekselstrøm, vi må multiplisere RMS-verdien til 1.414 (root 2), for å få toppverdien.
Generelt er transformatorer der for å øke spenningen, men noen ganger er ikke transformatorer mulig på grunn av størrelse og pris. Spenningsmultiplikatorkretser kan bygges ved hjelp av få dioder og kondensatorer, og de er derfor lave kostnader og veldig effektive i forhold til transformatorer. Spenningsmultiplikatorkretser er ganske like likeretterkretser som brukes til å konvertere AC til DC, men spenningsmultiplikatorkretser konverterer ikke bare AC til DC, men kan også generere veldig HØY DC-spenning.
Disse kretsene er veldig nyttige der høy DC-spenning må genereres med lav AC-spenning og lav strøm er nødvendig, som i mikrobølgeovner, CRT-skjermer (katodestrålerør) i TV og datamaskiner. CRT-skjerm krever høy DC-spenning med lav strøm.
Fullbølgespenningsdobler
Som navnet tilsier, blir inngangsspenningen doblet gjennom denne kretsen. Operasjonen er fullbølgespenningsdobler er veldig enkel:
I løpet av den positive halvsyklusen av sinusformet bølge av vekselstrøm blir diode D1 forspent og D2 blir reversert forspent, så kondensator C1 lades gjennom D1 til toppverdien av sinusbølgen (Vpeak). Og i løpet av den negative halvsyklusen av sinusbølgen er D2 forspent og D1 respektert forspent, så kondensator C2 får ladning gjennom D2 til Vpeak.
Nå er begge kondensatorene ladet til Vpeak, så vi får 2 Vpeak (Vpeak + Vpeak), over C1 og C2, uten belastning tilkoblet. Den er oppkalt etter Full wave-likeretter.
Dobbel krets for halvbølgespenning
Tidligere har vi også opprettet Voltage Doubler-krets, med 555 timer i Astable-modus og en DC-kilde. Denne gangen bruker vi 220v AC og 9-0-9 transformator for å trappe ned 220v AC, slik at vi kan demonstrere Voltage Multiplier på breadboard.
I løpet av den første positive halvsyklusen av sinusformet bølge (AC) blir Diode D1 forspent og kondensator C1 blir ladet gjennom D1. Kondensator C1 blir ladet opp til toppspenningen til AC, dvs. Vpeak.
I løpet av den negative halvsyklusen til sinusbølgen leder Diode D2 og D1 revers forspent. D1 blokkerer utlading av kondensator C1. Nå lades kondensatoren C2 med den kombinerte spenningen til kondensatoren C1 (Vpeak) og den negative toppen av vekselstrømmen som også er Vpeak. Så kondensatoren C2 lades opp til 2Vpeak volt. Derfor er spenningen over kondensator C2 to ganger Vpeak av AC.
I neste positive syklus slippes kondensator C2 ut i lasten, hvis last er tilkoblet, og blir ladet opp i neste syklus. Så vi kan se at den blir ladet i en syklus og utladet i neste syklus, så ringfrekvensen er lik inngangssignalfrekvensen, dvs. 50 Hz (AC-nett).
Spenning tripler krets
For å bygge spenningstrumlingskretsen, trenger vi bare å legge til 1 diode og kondensator til ovennevnte halvbølgespenningsdoblerkrets i henhold til kretsdiagrammet nedenfor.
Som vi har sett i spenningsdobler-kretsen, blir kondensator C1 i den første positive halvsyklusen ladet til Vpeak og kondensatoren C2 ladet til 2Vpeak i den negative halvsyklusen.
Nå i løpet av den andre positive halvsyklusen leder Diode D1 og D3 og D2 blir reversert forspent. På denne måten lader kondensator C2 kondensatoren C3 opp til samme spenning som seg selv, som er 2 Vpeak.
Nå er kondensatoren C1 og C3 i serie og spenningen over C1 er Vpeak og spenningen over C3 er 2 Vpeak, så spenningen over seriekoblingen til C1 og C3 er Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, og vi får tredobbelt spenningen på inngangen Vpeak volt.
Spenning Firdobbelt krets
Ettersom vi har bygget spennings-triplerkrets ved å legge til en diode og kondensator i halvbølgespenningsdobler-krets, trenger vi bare å legge til en diode og kondensator til spenningstrimler-kretsen, for å bygge spenningen firdobbelt krets (4 ganger inngangsspenningen).
Vi har sett i spenning Tripler krets, at kondensator C1 ladet til Vpeak i første positive halvsyklus, C2 ladet til 2Vpeak i negativ halv syklus og C3 også ladet til 2Vpeak i andre positive halvsyklus.
Nå gjennomfører den andre negative halvsyklusen Diode D2 og D4, og kondensator C4 blir ladet til 2Vpeak, av kondensatoren C3 som også er på 2 Vpeak. Og vi får fire ganger Vpeak (4Vpeak), over kondensatoren C2 og C4, da begge kondensatorene er på 2 Vpeak.
I spenningsmultiplikatorkretser er praktisk talt ikke spenningen nøyaktig multiplum av toppspenningen, den resulterende spenningen er mindre enn multiplene på grunn av noe spenningsfall over dioder, så den resulterende spenningen vil være:
Vout = Multiplikator * Vpeak - spenninger faller over dioder
Ulempen med denne typen multiplikatorkretser er High Ripple-frekvensen, og det er veldig vanskelig å glatte utgangen, selv om bruk av den store verdien av kondensatorer kan bidra til å redusere krusninger. Og fordelen med kretsen er at vi kan generere veldig høy spenning fra en lavspent strømkilde.
Vi kan generere mye høyere spenning og kan få 5 ganger, 6 ganger, 7 ganger og mer, spenningen til Peak AC-spenningen, ved å legge til flere dioder og kondensatorer. Vi kan også generere høy negativ spenning ved å bare reversere polariteten til dioder og kondensatorer i denne kretsen. Teoretisk kan vi multiplisere spenningen uendelig, men praktisk talt er det ikke mulig på grunn av kondensatorens kapasitans, lav strøm, høy krusning og mange andre faktorer.
Video:
Merknader:
- Spenningen vil ikke multiplisere øyeblikkelig, men den vil øke sakte, og etter en stund vil den stille til tredobbelt inngangsspenning.
- Spenningsverdien til kondensatorene bør være minst dobbelt så stor som inngangsspenningen.
- Utgangsspenningen er ikke akkurat Multiple of Peak inngangsspenning, den vil være mindre enn inngangsspenningen.