Voltaj Tripler, pik giriş voltajının üç katını aldığımız devredir, örneğin AC voltajın pik voltajı 5 volt ise, çıkışta 15 volt DC alacağız. Genellikle transformatörler voltajı yükseltmek veya düşürmek için oradadır, ancak bazen transformatörler boyutları ve maliyetleri nedeniyle uygun değildir. Bu tür bir voltaj tripler (voltaj çarpanı), birkaç diyot ve kapasitör kullanılarak oluşturulabilir. Bu devreler, 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.
Bileşenler
- Diyotlar -3 (1N4007)
- Kapasitörler - 22 uf (3)
- Transformatör (9-0-9)
Gerilim Tripler Devre Şeması ve Açıklaması
Gerilim tripler devresini oluşturmak için önceki voltaj katlama devresini uzatabiliriz. Önceki devrede, DC üzerinden kare dalgayı oluşturmak için 555 zamanlayıcı kullandık, ancak bu devrede AC (Alternatif akım) kullandık ve gerilimi üçe katlamak için bir tane daha diyot ve kapasitör ekledik.
Devre tahtasında gösterebilmek için AC şebeke voltajını (220v) düşürmek için 9-0-9 transformatörleri kullandık.
AC'nin 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.
AC'nin 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.
İkinci pozitif yarı döngü sırasında, Diyot D1 ve D3 iletir 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 seri ve C1 üzerindeki voltaj Vpeak ve C3 üzerindeki voltaj 2 Vpeak, yani C1 ve C3 seri bağlantısındaki voltaj Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, AC'nin tepe değeri. Voltaj, Tepe voltajının tam olarak üç katı olmasa da, Diyotlar boyunca bazı voltajlar düştüğü için ortaya çıkan voltaj şöyle olacaktır:
Vout = 3 * Vpeak - diyotlarda voltaj düşüşü
Bizim durumumuzda giriş gerilimi olarak 9v kullandık ve yakl. 37.1v çıkış voltajı. 9v, RMS değeridir, dolayısıyla Vpeak değeri 9 * kök 2 = 9 * 1.414 = 12.7 v'dir.
Yani çıkış voltajımız: 12.7 * 3 = 38.1v olmalıdır
Ama yakl. 37.1v, yani yakl. 38.1 - 37.1 = 1v diyotlara düşürüldü.
Bu voltaj tripler devresinin dezavantajı, Dalgalanma frekansının çok yüksek olması ve çıkışı yumuşatmanın çok zor olmasıdır, büyük kapasitör değerleri kullanmak dalgalanmayı azaltmaya yardımcı olabilir. Ve avantajı, Düşük voltajlı bir güç kaynağından çok yüksek voltaj üretebilmemizdir.
Notlar:
- Voltaj aniden üç katına çıkmaz, ancak yavaşça artacak ve bir süre sonra giriş voltajının Üç katı olarak ayarlanacaktır.
- C2 ve C3 kapasitörlerinin voltaj değeri, giriş voltajının en az iki katı olmalıdır.
- Çıkış voltajı tam olarak giriş voltajının üç katı değildir, Giriş voltajından daha düşük olacaktır. AC kaynağının 12.7 Vpeak değeri için 37.1v aldığımız gibi (9v rms değeri, Vpeak 9 * 1.414 = 12.7v anlamına gelir) giriş kaynağı.
Ayrıca daha fazla diyot ve kondansatör ekleyerek çok daha yüksek voltaj üretebilir ve Peak AC voltajının voltajını dört katına, 5 katına, 6 katına, 7 katına ve daha fazlasını elde edebiliriz.