Potrójny obwód napięcia to obwód, w którym uzyskujemy trzykrotność szczytowego napięcia wejściowego, na przykład jeśli szczytowe napięcie napięcia przemiennego wynosi 5 V, na wyjściu otrzymamy 15 V prądu stałego. Generalnie transformatory służą do podwyższania lub obniżania napięcia, ale czasami transformatory są niewykonalne ze względu na ich rozmiar i koszt. Ten rodzaj triplera napięcia (powielacza napięcia) można zbudować przy użyciu kilku diod i kondensatorów. Obwody te są bardzo przydatne, gdy konieczne jest wytworzenie wysokiego napięcia stałego przy niskim napięciu AC i niskim prądzie, jak w monitorach CRT (kineskopów) w telewizorach i komputerach. Monitor CRT wymaga wysokiego napięcia stałego o niskim prądzie.
składniki
- Diody -3 (1N4007)
- Kondensatory- 22 uf (3)
- Transformator (9-0-9)
Schemat obwodu potrójnego napięcia i wyjaśnienie
Możemy przedłużyć poprzedni obwód podwajacza napięcia, aby utworzyć obwód potrajacza napięcia. W poprzednim obwodzie użyliśmy timera 555 do wygenerowania fali prostokątnej przez prąd stały, ale w tym obwodzie użyliśmy prądu przemiennego (prąd przemienny) i po prostu dodaliśmy jeszcze jedną diodę i kondensator, aby potroić napięcie.
Użyliśmy transformatorów 9-0-9, aby obniżyć napięcie sieciowe AC (220 V), abyśmy mogli to zademonstrować na płytce stykowej.
Podczas pierwszej dodatniej połowy cyklu prądu przemiennego, dioda D1 jest spolaryzowana do przodu, a kondensator C1 jest ładowany przez D1. Kondensator C1 jest ładowany do napięcia szczytowego AC, tj. Vpeak.
Podczas ujemnego półcyklu prądu przemiennego, dioda D2 przewodzi, a D1 jest spolaryzowana odwrotnie. D1 blokuje rozładowanie kondensatora C1. Teraz kondensator C2 ładuje się połączonym napięciem kondensatora C1 (Vpeak) i ujemnym szczytem napięcia AC, który jest również Vpeak. Więc kondensator C2 ładuje do 2 V szczytowego napięcia.
Podczas drugiego dodatniego półcyklu diody D1 i D3 przewodzą, a D2 jest spolaryzowana wstecz. W ten sposób kondensator C2 ładuje kondensator C3 do takiego samego napięcia jak on sam, czyli 2 Vpeak.
Teraz kondensator C1 i C3 są połączone szeregowo, a napięcie na C1 wynosi Vpeak, a napięcie na C3 wynosi 2 Vpeak, więc napięcie na połączeniu szeregowym C1 i C3 wynosi Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, tak więc otrzymujemy potrójne napięcie wartość szczytowa AC. Chociaż napięcie nie jest dokładnie trzykrotnie wyższe od napięcia szczytowego, ponieważ niektóre napięcia spadają na diodach, więc otrzymane napięcie będzie:
Vout = 3 * Vpeak - spadek napięcia na diodach
W naszym przypadku użyliśmy 9 V jako napięcia wejściowego i otrzymaliśmy ok. Napięcie wyjściowe 37,1 V. 9v to wartość RMS, więc wartość Vpeak wynosi 9 * pierwiastek 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Więc nasze napięcie wyjściowe powinno wynosić: 12,7 * 3 = 38,1 V.
Ale mamy ok. 37,1 V, czyli ok. 38,1 - 37,1 = 1v spadło na diody.
Wadą tego obwodu triplera napięcia jest to, że częstotliwość tętnienia jest bardzo wysoka i bardzo trudno jest wygładzić wyjście, użycie dużej wartości kondensatorów może pomóc zmniejszyć tętnienie. Zaletą jest to, że możemy generować bardzo wysokie napięcie ze źródła niskiego napięcia.
Uwagi:
- Napięcie nie potroi się natychmiastowo, ale będzie rosło powoli i po pewnym czasie ustawi się na trzykrotność napięcia wejściowego.
- Napięcie znamionowe kondensatorów C2 i C3 powinno być co najmniej dwukrotnie większe od napięcia wejściowego.
- Napięcie wyjściowe nie jest dokładnie trzykrotną wartością napięcia wejściowego, będzie mniejsze niż napięcie wejściowe. Tak jak otrzymaliśmy 37,1 V dla 12,7 V szczytowej wartości zasilania AC (9 V to wartość skuteczna, co oznacza, że Vpeak wynosi 9 * 1,414 = 12,7 V).
Możemy również generować znacznie wyższe napięcie i możemy uzyskać czterokrotnie, 5 razy, 6 razy, 7 razy i więcej napięcie szczytowe napięcia przemiennego, dodając więcej diod i kondensatorów.