Voltage Tripler er det kredsløb, hvor vi får tre gange den maksimale indgangsspænding, ligesom hvis spidsen af vekselstrømsspændingen er 5 volt, får vi 15 volt DC ved udgangen. Generelt er transformatorer der for at øge eller nedtrappe spændingen, men undertiden er transformere ikke mulige på grund af deres størrelse og pris. Denne form for spændingstrimler (spændingsmultiplikator) kan bygges ved hjælp af få dioder og kondensatorer. Disse kredsløb er meget nyttige, hvor høj DC-spænding skal genereres med lav AC-spænding, og der kræves lav strøm, som i CRT-skærme (katodestrålerør) i tv og computere. CRT-skærm kræver høj jævnstrømsspænding med lav strøm.
Komponenter
- Dioder -3 (1N4007)
- Capaciotors- 22uf (3)
- Transformer (9-0-9)
Spænding Tripler kredsløbsdiagram og forklaring
Vi kan udvide det tidligere spændingsdobler-kredsløb for at oprette spænding-triplerkredsløbet. I det foregående kredsløb har vi brugt 555 timer til at generere firkantbølgen gennem DC, men i dette kredsløb har vi brugt AC (vekselstrøm) og netop tilføjet endnu en diode og kondensator til at tredoble spændingen.
Vi har brugt 9-0-9 transformere til at nedtrappe AC-spændingen (220v), så vi kan demonstrere det på brødbrættet.
I løbet af den første positive halve cyklus af AC bliver Diode D1 forspændt, og kondensator C1 bliver ladet gennem D1. Kondensator C1 bliver ladet op til spændingen på vekselstrøm, dvs. Vpeak.
Under den negative halve cyklus af AC leder Diode D2 og D1 reverseret forspændt. D1 blokerer afladningen af kondensator C1. Nu oplades kondensator C2 med den kombinerede spænding af kondensator C1 (Vpeak) og den negative spids af vekselstrømmen, der også er Vpeak. Så kondensatoren C2 oplades op til 2Vpeak volt.
I løbet af den anden positive halvcyklus leder Diode D1 og D3, og D2 bliver omvendt forspændt. På denne måde oplader kondensator C2 kondensatoren C3 op til den samme spænding som sig selv, hvilket er 2 Vpeak.
Nu er kondensatoren C1 og C3 i serie, og spændingen over C1 er Vpeak, og spændingen over C3 er 2 Vpeak, så spændingen over serieforbindelsen mellem C1 og C3 er Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, at hvordan vi får den tredobbelte spænding på topværdien af AC. Selvom spændingen ikke nøjagtigt er tredobbelt af peak-spændingen, fordi nogle spændinger falder over dioderne, så den resulterende spænding ville være:
Vout = 3 * Vpeak - spændinger falder over dioder
I vores tilfælde har vi brugt 9v som indgangsspænding og fået ca. 37,1 v udgangsspænding. 9v er RMS-værdien, så Vpeak-værdien er 9 * rod 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Så vores udgangsspænding skal være: 12,7 * 3 = 38,1v
Men vi fik ca. 37,1v, så ca. 38.1 - 37.1 = 1v er faldet over dioder.
Ulempen ved dette spænding tripler kredsløb er, at Ripple frekvensen er meget høj, og det er meget vanskeligt at udjævne output ved hjælp af den store værdi af kondensatorer kan hjælpe med at reducere krusning. Og fordelen er, at vi kan generere meget høj spænding fra en lavspændingskilde.
Bemærkninger:
- Spændingen tredobles ikke øjeblikkeligt, men den vil stige langsomt, og efter et stykke tid vil den indstilles til indgangsspændingens tredobling.
- Spændingen på kondensator C2 og C3 skal være mindst dobbelt så stor som indgangsspændingen.
- Udgangsspændingen er ikke ligefrem den tredobbelte indgangsspænding, den vil være mindre end indgangsspændingen. Som om vi fik 37,1v til 12,7 Vpeak-værdi af AC-forsyning (9v er rms-værdi, betyder Vpeak er 9 * 1,414 = 12,7v) inputforsyning.
Vi kan også generere meget højere spænding og kan blive firdoblet, 5 gange, 6 gange, 7 gange og mere, spændingen på Peak AC-spændingen ved at tilføje flere dioder og kondensatorer.