Voltage Tripler là mạch mà chúng ta nhận được gấp ba lần điện áp đầu vào đỉnh, giống như nếu điện áp đỉnh của điện áp xoay chiều là 5 volt, chúng ta sẽ nhận được 15 volt DC ở đầu ra. Nói chung máy biến áp có để nâng cấp hoặc giảm điện áp, nhưng đôi khi máy biến áp không khả thi vì kích thước và giá thành của chúng. Loại tripler điện áp (bộ nhân điện áp) này có thể được chế tạo bằng cách sử dụng ít điốt và tụ điện. Các mạch này rất hữu ích khi cần tạo ra Điện áp một chiều cao bằng Điện áp xoay chiều thấp và yêu cầu dòng điện thấp, giống như trong màn hình CRT (ống tia âm cực) trong TV và máy tính. Màn hình CRT yêu cầu điện áp DC cao với dòng điện thấp.
Các thành phần
- Điốt -3 (1N4007)
- Tụ điện- 22uf (3)
- Máy biến áp (9-0-9)
Sơ đồ và giải thích mạch điện áp
Chúng ta có thể mở rộng mạch bộ tách điện áp trước đó, để tạo mạch bộ ghép điện áp. Trong mạch trước, chúng ta đã sử dụng bộ định thời 555 để tạo ra sóng vuông thông qua DC, nhưng trong mạch này chúng ta đã sử dụng AC (Dòng điện thay thế) và chỉ cần thêm một diode và tụ điện để tăng gấp ba lần điện áp.
Chúng tôi đã sử dụng máy biến áp 9-0-9 để giảm điện áp nguồn AC (220v), để chúng tôi có thể trình diễn trên breadboard.
Trong nửa chu kỳ dương đầu tiên của xoay chiều, điốt D1 được phân cực thuận và tụ điện C1 được tích điện qua D1. Tụ C1 được sạc đến điện áp đỉnh của AC tức là Vpeak.
Trong nửa chu kỳ âm của AC, Diode D2 dẫn và D1 phân cực ngược. D1 chặn sự phóng điện của tụ C1. Bây giờ tụ điện C2 tích điện bằng điện áp kết hợp của tụ C1 (Vpeak) và cực đại âm của điện áp xoay chiều cũng là Vpeak. Vậy tụ C2 tích điện tới vôn 2V.
Trong nửa chu kỳ dương thứ hai, Diode D1 và D3 dẫn và D2 bị phân cực ngược. Bằng cách này tụ điện C2 tích điện cho tụ điện C3 đến cùng hiệu điện thế với chính nó, là 2 Vpeak.
Bây giờ tụ điện C1 và C3 mắc nối tiếp và điện áp trên C1 là Vpeak và điện áp trên C3 là 2 Vpeak, vì vậy điện áp trên kết nối nối tiếp của C1 và C3 là Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, đó là cách chúng ta nhận được điện áp Ba của giá trị đỉnh của AC. Mặc dù điện áp không chính xác gấp ba lần điện áp Đỉnh, vì một số điện áp giảm trên các Điốt, vì vậy điện áp kết quả sẽ là:
Vout = 3 * Vpeak - điện áp giảm trên các điốt
Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng 9v làm điện áp đầu vào và nhận được khoảng. Điện áp đầu ra 37.1v. 9v là giá trị RMS nên giá trị Vpeak là 9 * root 2 = 9 * 1.414 = 12,7 v.
Vì vậy, điện áp đầu ra của chúng tôi phải là: 12,7 * 3 = 38,1v
Nhưng chúng tôi có khoảng. 37.1v, như vậy xấp xỉ. 38,1 - 37,1 = 1v đã bị rơi trên các điốt.
Nhược điểm của mạch tripler điện áp này là tần số Ripple rất cao và rất khó làm mượt đầu ra, sử dụng tụ điện có giá trị lớn có thể giúp giảm gợn sóng. Và ưu điểm là chúng ta có thể tạo ra điện áp rất cao từ nguồn điện áp thấp.
Ghi chú:
- Điện áp sẽ không tăng gấp ba ngay lập tức nhưng nó sẽ tăng từ từ và sau một thời gian, nó sẽ được đặt thành Mức điện áp đầu vào.
- Định mức điện áp của tụ điện C2 và C3 ít nhất phải gấp đôi điện áp đầu vào.
- Điện áp đầu ra không chính xác bằng ba lần điện áp đầu vào, nó sẽ nhỏ hơn Điện áp đầu vào. Giống như chúng ta đã nhận được 37,1v cho giá trị 12,7 Vpeak của nguồn cung cấp AC (9v là giá trị rms, có nghĩa là Vpeak là 9 * 1.414 = 12,7v) nguồn cung cấp đầu vào.
Chúng tôi cũng có thể tạo ra điện áp cao hơn nhiều và có thể nhận được gấp bốn lần, 5 lần, 6 lần, 7 lần và hơn thế nữa, điện áp của điện áp Peak AC, bằng cách thêm nhiều điốt và tụ điện.