Obwód podwajacza napięcia 12 V do 24 V za pomocą układu IC 4049

Mnożniki napięcia to obwody, w których otrzymujemy bardzo wysokie napięcie DC z niskiego napięcia AC, obwód powielacza napięcia generuje napięcie będące wielokrotnością szczytowego napięcia wejściowego prądu przemiennego, na przykład jeśli szczytowe napięcie prądu przemiennego wynosi 5 V, otrzymamy 15 wolt DC na wyjściu.

Generalnie transformatory służą do podwyższania napięcia, ale czasami transformatory są niewykonalne ze względu na ich rozmiar i koszt. Układy powielaczy napięcia można budować przy użyciu kilku diod i kondensatorów, dzięki czemu są tanie i bardzo wydajne w porównaniu z Transformatorami. Obwody powielacza napięcia są dość podobne do obwodów prostowników, które są używane do konwersji prądu przemiennego na prąd stały, ale obwody powielacza napięcia nie tylko przekształcają prąd przemienny w prąd stały, ale mogą również generować bardzo WYSOKIE napięcie prądu stałego.

Obwody te są bardzo przydatne tam, gdzie konieczne jest wytworzenie wysokiego napięcia stałego przy niskim napięciu AC i niskim prądzie, np. W latarkach LED, kuchenkach mikrofalowych, monitorach CRT (kineskopowych) w telewizorach i komputerach. Monitor CRT wymaga wysokiego napięcia stałego o niskim prądzie. W tym samouczku pokażemy, jak utworzyć obwód podwajacza napięcia, używając 4049 hex buforowego układu scalonego z kilkoma rezystorami, kondensatorami i diodami.

Wymagany materiał

• CD4049 IC
• Kondensator 220uf (2 nos) i 0,1 uf
• Rezystor (6,7 kiloomów)
• Dioda 1N4007 -2
• Napięcie zasilania 5 V, 9 V i 12 V.
• Podłączanie przewodów i płytki stykowej

Schemat obwodu

Potrzeba IC 4049 dla obwodu powielacza napięcia:

Do pomnożenia lub podwojenia napięcia przez wykonanie obwodu powielacza napięcia używamy bufora 4049 hex inverter IC. W tym układzie scalonym jest sześć bramek NOT, zgodnie ze schematem obwodu, dwie są używane do utworzenia obwodu oscylatora, którego wyjście jest dołączone do bramki 4 NOT połączonej równolegle jako bufor.

Tutaj zbudowaliśmy obwód powielacza napięcia, używając dwóch diod, dwóch kondensatorów elektrolitycznych i 4 nie bramek wewnątrz układu IC 4049. Ten obwód może podwoić tylko napięcie przemienne, więc najpierw utworzyliśmy obwód oscylatora wykorzystujący rezystor R1, kondensator C1 i dwie bramki NOT IC CD4049. Następnie utworzono obwód buforowy do ładowania kondensatora C2 za pomocą czterech nie bramek układu scalonego 4049 wraz z dwiema diodami. Czyli podając 5v na Vin lub wejście otrzymamy ok. 10 V na wyjściu na kondensatorze C3, jeśli na wejściu 9 V otrzymujemy ok. 18 V lub jeśli na wejściu jest 12 V otrzymujemy ok. 24 V na Vout (na kondensatorze C3).

4049 Odwracający sześciokątny bufor IC

Układ scalony CD4049 to tylko prosty układ scalony, który zawiera sześć bramek NIE w środku z wysokim napięciem wejściowym zasilania od 3 V do 15 V, a maksymalny prąd znamionowy przy 18 V wynosi 1 mA. Układ scalony jest planowany lub przeznaczony do wykorzystania jako przetworniki CMOS na DTL / TTL, a także może obsługiwać dwa obciążenia TTL (logika tranzystorowo-tranzystorowa) lub DTL (logika diodowo-tranzystorowa). Temperatura robocza układu IC wynosi od -40 ° C do 80 ° C. Możemy użyć układu scalonego do wykonania generatora oscylatora prostokątnego lub obwodu generatora impulsów. Służy również do konwersji poziomów logicznych do 15 V na standardowe poziomy TTL, które wynoszą od 0 do 0,8 V (poziom niskiego napięcia) i 2 V do 5 V (poziom wysokiego napięcia).

Schemat pinów

Konfiguracja pinów

Kod PIN	Nazwa pinu	I / O	Opis
1	VDD	-	Dodatnie zasilanie dla IC
2	sol	O	Odwracanie wyjścia 1 dla wejścia 1
3	ZA	ja	Wejście 1
4	H.	O	Odwracanie wyjścia 2 dla wejścia 2
5	b	ja	Wejście 2
6	ja	O	Odwracanie wyjścia 3 dla wejścia 3
7	do	ja	Wejście 3
8	VSS	-	Ujemne zasilanie dla IC
9	re	ja	Wejście 4
10	jot	O	Odwracanie wyjścia 4 dla wejścia 4
11	mi	ja	Wejście 5
12	K.	O	Odwracanie wyjścia 5 dla wejścia 5
13	NC	-	Nie połączony
14	fa	ja	Wejście 6
15	L	O	Wyjście odwracające 6 dla wejścia 6
16	NC	-	Nie połączony

Podanie

• Konwertery szesnastkowe CMOS na DTL / TTL
• Wysoki prąd upływu do zasilania dwóch obciążeń TTL
• Konwertuj poziom logiczny z wysokiego na niski

Jak działa obwód powielacza napięcia?

Podobnie jak w obwodzie, rezystor R1 i kondensator C1 są ustawione z dwiema bramkami NOT, aby utworzyć obwód oscylatora. Pozostałe 4 bramki NIE są połączone równolegle, aby utworzyć bufor i ładować kondensator C2.

Podając napięcie prądu stałego do Vin, kondensator C2 rozpoczyna ładowanie przez obwód buforowy utworzony przez cztery bramki NOT w układzie scalonym, ładowanie C2 do szczytu napięcia wejściowego. Teraz kondensator C2 zachowuje się jak drugie źródło zasilania Vin (3-15v). Jak pokazano na schemacie obwodu, D1 i D2 są spolaryzowane do przodu, więc kondensator C3 rozpoczyna ładowanie podwójnym lub połączonym napięciem zasilania i kondensatora C2. Dlatego C3 ładuje się łączną wartością napięcia, która jest prawie dwukrotnie większa niż Vin. Teraz możemy otrzymać podwójne napięcie na kondensatorze C3 jako wyjście.

Na filmie pokazaliśmy napięcie wyjściowe, podając 5 V, 9 V i 12 V jako napięcie wejściowe. Praktyczne napięcie wyjściowe otrzymane na kondensatorze C3 pokazane poniżej w tabeli:

Napięcie wejściowe	Napięcie wyjściowe	Praktyczne napięcie wyjściowe (w przybliżeniu)
5v	10v	9.04v
9v	18v	16,9v
12v	24v	23.1