Voltage Tripler er kretsen der vi får tre ganger av topp inngangsspenning, som om toppspenningen til vekselstrøm er 5 volt, vil vi få 15 volt DC ved utgangen. Generelt er transformatorer der for å trappe opp eller trappe ned spenningen, men noen ganger er transformatorer ikke mulig på grunn av størrelse og pris. Denne typen spenningsutløser (spenningsmultiplikator) kan bygges ved hjelp av få dioder og kondensatorer. Disse kretsene er veldig nyttige der høy DC-spenning må genereres med lav AC-spenning og lav strøm er nødvendig, som i CRT-skjermer (katodestrålerør) i TV og datamaskiner. CRT-skjerm krever høy DC-spenning med lav strøm.
Komponenter
- Dioder -3 (1N4007)
- Capaciotors- 22uf (3)
- Transformator (9-0-9)
Spennings tripler kretsdiagram og forklaring
Vi kan utvide den forrige spenningsdobler-kretsen, for å lage spenningstrumlingskretsen. I forrige krets har vi brukt 555 timer for å generere firkantbølgen gjennom DC, men i denne kretsen har vi brukt AC (vekselstrøm) og nettopp lagt til en diode og kondensator for å tredoble spenningen.
Vi har brukt 9-0-9 transformatorer til å trappe ned vekselstrømspenningen (220v), slik at vi kan demonstrere det på brødbrettet.
I løpet av den første positive halvsyklusen av vekselstrøm 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 vekselstrømmen, leder diode D2 og D1 reversert 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.
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, at hvordan vi får trippel spenning på toppverdien av AC. Selv om spenningen ikke er nøyaktig tre ganger av toppspenningen, fordi noen spenninger faller over dioder, vil den resulterende spenningen være:
Vout = 3 * Vpeak - spenninger faller over dioder
I vårt tilfelle har vi brukt 9v som inngangsspenning og fikk ca. 37,1 v utgangsspenning. 9v er RMS-verdien, så Vpeak-verdien er 9 * root 2 = 9 * 1.414 = 12.7 v.
Så utgangsspenningen vår bør være: 12,7 * 3 = 38,1 v
Men vi fikk ca. 37,1v, så ca. 38.1 - 37.1 = 1v har falt over dioder.
Ulempen med denne spenningstrumlingskretsen er at ringfrekvensen er veldig høy og det er veldig vanskelig å jevne utgangen, ved å bruke den store verdien av kondensatorer kan bidra til å redusere krusning. Og fordelen er at vi kan generere veldig høy spenning fra en lavspent strømkilde.
Merknader:
- Spenningen vil ikke tredobles øyeblikkelig, men den vil øke sakte, og etter en stund vil den stille til tredobbelt inngangsspenning.
- Spenningen på kondensatoren C2 og C3 skal være minst dobbelt så stor som inngangsspenningen.
- Utgangsspenningen er ikke akkurat det tredobbelte av inngangsspenningen, den vil være mindre enn inngangsspenningen. Som om vi fikk 37,1v for 12,7 Vpeak verdi av vekselstrømforsyning (9v er rms verdi, betyr Vpeak er 9 * 1,414 = 12,7v) inngangsforsyning.
Vi kan også generere mye høyere spenning og kan bli firdoblet, 5 ganger, 6 ganger, 7 ganger og mer, spenningen til Peak AC-spenningen ved å legge til flere dioder og kondensatorer.