- Tam dalga Voltaj Katlayıcı
- Yarım Dalga Voltaj Katlama Devresi
- Gerilim Tripler Devresi
- Gerilim Dörtlü Devre
- Video:
- Notlar:
Gerilim Çarpanları, Alçak AC gerilim kaynağından çok yüksek DC gerilim aldığımız devrelerdir, bir gerilim çarpan devresi, AC gerilimin tepe gerilimi 5 volt gibi, AC'nin tepe giriş geriliminin çoğunda gerilim üretir, 15 alacağız Voltaj Tripler devresi durumunda çıkışta volt DC. Multimetre yalnızca AC voltajının RMS (kök ortalama voltaj) değerini okur, Tepe değerini elde etmek için RMS değerini 1.414 (kök 2) ile çarpmamız gerekir.
Genellikle transformatörler voltajı yükseltmek için oradadır, ancak bazen transformatörler boyutları ve maliyetleri nedeniyle uygun değildir. Gerilim çarpan devreleri, birkaç diyot ve kapasitör kullanılarak oluşturulabilir, bu nedenle Transformatörlere kıyasla düşük maliyetlidir ve çok etkilidir. Gerilim çoğaltıcı devreleri, AC'yi DC'ye dönüştürmek için kullanılan doğrultucu devrelerine oldukça benzer, ancak gerilim çoğaltıcı devreleri sadece AC'yi DC'ye dönüştürmekle kalmaz, aynı zamanda çok YÜKSEK DC gerilim üretebilir.
Bu devreler, mikrodalga fırınlarda, TV ve bilgisayarlardaki CRT (Katot ışın tüpleri) monitörlerinde olduğu gibi, Düşük AC voltajı ile Yüksek DC voltajının üretilmesi ve düşük akımın gerekli olduğu yerlerde çok kullanışlıdır. CRT monitör, düşük akımlı yüksek DC voltajı gerektirir.
Tam dalga Voltaj Katlayıcı
Adından da anlaşılacağı gibi, bu devre sayesinde giriş voltajı iki katına çıkar. İşlem Tam dalga voltaj katlayıcı çok basittir:
AC'nin Sinüzoidal dalgasının pozitif yarı döngüsü sırasında, Diyot D1 öne eğilir ve D2 ters taraflı olur, böylece C1 kapasitör D1 üzerinden sinüs dalgasının tepe değerine (Vpeak) yüklenir. Ve sinüs dalgasının negatif yarı döngüsü sırasında, D2 ileriye doğru önyargılıdır ve D1 önyargılıdır, bu nedenle C2 kapasitör D2 üzerinden Vpeak'e yüklenir.
Şimdi her iki kondansatör de Vpeak'e şarj edildi, böylece C1 ve C2 boyunca 2 Vpeak'i (Vpeak + Vpeak) yüksüz olarak elde ederiz. Tam dalga doğrultucunun adını almıştır.
Yarım Dalga Voltaj Katlama Devresi
Daha önce, Astable modunda 555 zamanlayıcı ve bir DC kaynağı ile Gerilim Katlayıcı devresini de yaratmıştık. Bu sefer 220v AC'yi düşürmek için 220v AC ve 9-0-9 trafo kullanıyoruz, böylece devre tahtasında Gerilim Çarpanını gösterebiliriz.
Sinüzoidal dalganın (AC) ilk pozitif yarı döngüsü sırasında, Diyot D1 öne doğru eğilir ve C1 kondansatörü D1 üzerinden şarj edilir. Kondansatör C1, AC'nin tepe voltajına, yani Vpeak'e kadar şarj edilir.
Sinüs dalgasının negatif yarı döngüsü sırasında, Diyot D2 iletir ve D1 ters önyargılıdır. D1, C1 kapasitörünün deşarjını engeller. Şimdi, C2 kapasitör, C1 kapasitörünün (Vpeak) birleşik voltajı ve aynı zamanda Vpeak olan AC voltajının negatif tepe noktası ile şarj olur. Böylece C2 kondansatörü 2Vpeak volta kadar şarj olur. Dolayısıyla C2 kapasitöründeki voltaj AC'nin V tepe noktasının iki katıdır.
Bir sonraki pozitif döngüde, yük bağlanırsa C2 kapasitör yüke boşaltılır ve sonraki döngüde yeniden şarj edilir. Böylece, bir döngüde şarj edildiğini ve bir sonraki döngüde boşaldığını görebiliriz, bu nedenle dalgalanma frekansı giriş sinyali frekansına eşittir, yani 50 Hz (AC Şebeke).
Gerilim Tripler Devresi
Gerilim Tripler devresini kurmak için, aşağıdaki devre şemasına göre yukarıdaki Yarım dalga Gerilim Katlayıcı devresine 1 tane daha Diyot ve kapasitör eklememiz gerekir.
Gerilim katlama devresinde gördüğümüz gibi, birinci pozitif yarı çevrimde C1 kapasitörünün Vpeak'e ve C2 kapasitörünün negatif yarı çevrimde 2Vpeak'e yüklendiği görülmektedir.
Şimdi ikinci pozitif yarı döngü sırasında, Diyot D1 ve D3 iletkenler ve D2 ters taraflı olur. Bu şekilde C2 kondansatörü, C3 kondansatörünü kendisiyle aynı voltaj olan 2 Vpeak'e kadar şarj eder.
Şimdi C1 ve C3 kondansatörleri seridir ve C1 üzerindeki voltaj Vpeak ve C3 üzerindeki voltaj 2 Vpeak'dir, bu nedenle C1 ve C3'ün seri bağlantısındaki voltaj Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak'tir ve biz Üçlü Giriş voltajı elde ederiz. Vpeak volt.
Gerilim Dörtlü Devre
Yarım dalga Gerilim katlayıcı devresine bir diyot ve kondansatör ekleyerek voltaj Tripler devresi inşa ettiğimiz için, Gerilim Dörtlü devresini (giriş voltajının 4 katı) oluşturmak için yine Voltaj Tripler devresine bir tane daha diyot ve kapasitör eklememiz gerekiyor.
Gerilim Tripler devresinde, C1 kapasitörünün ilk pozitif yarı çevrimde Vpeak'e, C2'nin negatif yarı çevrimde 2Vpeak'e ve C3'ün de ikinci pozitif yarı çevrimde 2Vpeak'e yüklendiğini gördük.
Şimdi, ikinci negatif yarı döngü sırasında Diyot D2 ve D4 iletken olur ve C4 kondansatörü yine 2 Vpeak olan C3 kondansatörü tarafından 2Vpeak'e yüklenir. Ve her iki kapasitör de 2 Vpeak olduğundan, C2 ve C4 kapasitörlerinde dört kez Vpeak (4Vpeak) elde ediyoruz.
In Gerilim Çarpan devreleri, pratikte gerilim çıkan gerilim olacağını böylece gerilim sonuçlanan daha az çünkü Diyotlar genelinde bazı gerilim düşüşü katları daha tam olarak Tepe gerilimi katı değil:
Vout = Çarpan * Vpeak - diyotlarda voltaj düşüşü
Bu tür Çoğaltıcı devrelerinin dezavantajı, Yüksek Dalgalanma frekansıdır ve çıkışı yumuşatmak çok zordur, ancak büyük kapasitörlerin kullanılması dalgalanmayı azaltmaya yardımcı olabilir. Ve devrenin avantajı, Düşük voltajlı bir güç kaynağından çok yüksek voltaj üretebilmemizdir.
Daha fazla diyot ve kondansatör ekleyerek çok daha yüksek voltaj üretebilir ve Peak AC voltajının voltajını 5 kat, 6 kat, 7 kat ve daha fazla alabiliriz. Bu devredeki Diyotların ve Kapasitörlerin polaritesini ters çevirerek de Yüksek negatif voltaj üretebiliriz. Teorik olarak gerilimi sonsuz bir şekilde çarpabiliriz, ancak pratikte bu, kapasitörlerin kapasitansı, düşük akım, yüksek dalgalanma ve diğer birçok faktör nedeniyle mümkün değildir.
Video:
Notlar:
- Voltaj aniden çoğalmayacaktır, ancak yavaşça artacaktır ve bir süre sonra giriş voltajının Üç katı olarak ayarlanacaktır.
- Kapasitörlerin voltaj değeri, giriş voltajının en az iki katı olmalıdır.
- Çıkış voltajı tam olarak Çoklu Tepe giriş voltajı değildir, Giriş voltajından daha düşük olacaktır.