Voltage Tripler je obvod, v ktorom dostaneme trojnásobok špičkového vstupného napätia, akoby špičkové napätie striedavého napätia bolo 5 voltov, na výstupe dostaneme 15 voltov DC. Transformátory sú zvyčajne na zvýšenie alebo zníženie napätia, ale niekedy nie sú realizovateľné kvôli ich veľkosti a cene. Tento druh napäťového násobiča (napäťový multiplikátor) je možné zostaviť pomocou niekoľkých diód a kondenzátorov. Tieto obvody sú veľmi užitočné tam, kde je potrebné generovať vysoké jednosmerné napätie s nízkym striedavým napätím a je potrebný nízky prúd, ako napríklad v monitoroch CRT (katódové trubice) v televízii a počítačoch. Monitor CRT vyžaduje vysoké jednosmerné napätie a nízky prúd.
Komponenty
- Diódy -3 (1N4007)
- Kondenzátory - 22uf (3)
- Transformátor (9-0-9)
Schéma zapojenia a vysvetlenie trojnásobného zosilňovača napätia
Môžeme rozšíriť predchádzajúci obvod zdvojovača napätia a vytvoriť obvod trojitého napätia. V predchádzajúcom obvode sme na generovanie obdĺžnikovej vlny cez DC použili časovač 555, ale v tomto obvode sme použili striedavý prúd (striedavý prúd) a na zvýšenie trojnásobného napätia sme pridali ešte jednu diódu a kondenzátor.
Použili sme transformátory 9-0-9 na zníženie sieťového napätia (220v), aby sme to mohli demonštrovať na nepájivej doske.
Počas prvej kladnej polovice cyklu striedavého prúdu sa dióda D1 napája dopredu a kondenzátor C1 sa nabíja cez D1. Kondenzátor C1 sa nabíja až do špičkového napätia AC, tj. Vpeak.
Počas záporného polovičného cyklu striedavého prúdu vedie dióda D2 a spätne predpätie D1. D1 blokuje vybíjanie kondenzátora C1. Teraz sa kondenzátor C2 nabíja kombinovaným napätím kondenzátora C1 (Vpeak) a záporným vrcholom striedavého napätia, ktoré je tiež Vpeak. Takže kondenzátor C2 nabíja až 2V špičkový volt.
Počas druhého kladného pol cyklu, diódy D1 a D3 vedú a D2 je spätne predpätá. Týmto spôsobom kondenzátor C2 nabíja kondenzátor C3 až na rovnaké napätie ako on, čo je 2 Vpeak.
Teraz sú kondenzátory C1 a C3 v sérii a napätie na C1 je Vpeak a napätie na C3 je 2 Vpeak, takže napätie v sériovom zapojení C1 a C3 je Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, to je to, ako dostaneme trojnásobné napätie špičková hodnota AC. Aj keď napätie nie je zrovna trojnásobkom špičkového napätia, pretože niektoré napätie klesá cez diódy, výsledné napätie by bolo:
Vout = 3 * Vpeak - napätie klesá na diódach
V našom prípade sme ako vstupné napätie použili 9v a dostali sme cca. 37,1 V výstupné napätie. 9v je hodnota RMS, takže hodnota Vpeak je 9 * root 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Naše výstupné napätie by malo byť: 12,7 * 3 = 38,1v
Ale dostali sme cca. 37,1v, teda cca. 38,1 - 37,1 = 1 V bol prepustený medzi diódami.
Nevýhodou tohto obvodu trojitého napätia je, že frekvencia zvlnenia je veľmi vysoká a je veľmi ťažké vyhladiť výstup, pretože použitie veľkej hodnoty kondenzátorov môže pomôcť znížiť vlnenie. A výhodou je, že môžeme generovať veľmi vysoké napätie zo zdroja nízkeho napätia.
Poznámky:
- Napätie sa neznásobí okamžite, ale bude sa zvyšovať pomaly a po nejakom čase sa nastaví na trojnásobok vstupného napätia.
- Hodnoty napätia kondenzátora C2 a C3 by mali byť minimálne dvojnásobkom vstupného napätia.
- Výstupné napätie nie je presne trojnásobok vstupného napätia, bude menšie ako vstupné napätie. Rovnako ako sme dostali 37,1 V pre maximálnu hodnotu 12,7 V napájacieho zdroja (9 V je rms hodnota, čo znamená, že Vpeak je 9 * 1,414 = 12,7 V) vstupného napájania.
Môžeme tiež generovať oveľa vyššie napätie a môžeme získať štvornásobné, päťnásobné, šesťnásobné, sedemnásobné a ďalšie zvýšenie napätia špičkového striedavého napätia pridaním ďalších diód a kondenzátorov.