Мултипликатори напона

Мултипликатори напона су склопови у којима добијамо врло висок једносмерни напон из извора напајања са ниским наизменичним напоном, склоп множитеља напона генерише напон у вишеструким вршним улазним напонима наизменичне струје, као ако је вршни напон наизменичног напона 5 волти, добићемо 15 волт једносмерне струје на излазу, у случају напонског кола Триплер. Мултиметар очитава само ефективну вредност (средњи напон) наизменичног напона, треба да помножимо ефективну вредност на 1,414 (корен 2), да бисмо добили вршну вредност.

Генерално трансформатори су ту да појачају напон, али понекад трансформатори нису изводљиви због своје величине и цене. Кола за умножавање напона могу се изградити помоћу неколико диода и кондензатора, стога су јефтина и врло ефикасна у поређењу са трансформаторима. Кола за умножавање напона прилично су слична круговима исправљача који се користе за претварање наизменичне струје у једносмерну струју, али склопови за умножавање напона не само да претварају наизменичну струју у једносмерну, већ могу генерирати и ВЕЛИКИ једносмерни напон.

Ови кругови су веома корисни тамо где треба да се генерише високи једносмерни напон са ниским наизменичним напоном и потребна је мала струја, као у микроталасним пећницама, ЦРТ (катодним цевима) мониторима на телевизору и рачунарима. ЦРТ монитор захтева висок једносмерни напон са малом струјом.

Пуњач напона пуног таласа

Као што и само име говори, улазни напон се удвостручује кроз ово коло. Операција је дуплирање напона пуног таласа врло једноставна:

Током позитивног полуциклуса синусоидног таласа наизменичне струје, диода Д1 постаје пристрасна, а Д2 обрнуто, па се кондензатор Ц1 пуни кроз Д1, до вршне вредности синусног таласа (Впеак). И током негативног полуциклуса синусног таласа, Д2 је пристран, а Д1 пристран, тако да се кондензатор Ц2 пуни кроз Д2 до Впеак.

Сада су оба кондензатора напуњена на Впеак, тако да добијамо 2 Впеак (Впеак + Впеак), преко Ц1 и Ц2, без повезаног оптерећења. Име је добио по пуном таласном исправљачу.

Двоструки круг напона напона пола вала

Раније смо такође креирали коло за двоструки напон, са 555 тајмером у режиму подесивости и извором једносмерне струје. Овога пута користимо 220в АЦ и 9-0-9 трансформатор да одступимо од 220в АЦ, тако да можемо да покажемо мултипликатор напона на плочи.

Током првог позитивног полуциклуса синусоидног таласа (АЦ), диода Д1 се помера напред, а кондензатор Ц1 пуни кроз Д1. Кондензатор Ц1 се пуни до вршног напона наизменичне струје, односно Впеак.

Током негативног полуциклуса синусног таласа, Диода Д2 проводи и Д1 обрнуто пристрасно. Д1 блокира пражњење кондензатора Ц1. Сада се кондензатор Ц2 пуни комбинованим напоном кондензатора Ц1 (Впеак) и негативним врхом наизменичног напона који је такође Впеак. Дакле, кондензатор Ц2 се пуни до 2Впеак волт. Отуда је напон на кондензатору Ц2 два пута већи од Впеак наизменичне струје.

У следећем позитивном циклусу, кондензатор Ц2 се празни у терет, ако је терет повезан, и поново се пуни у следећем циклусу. Тако можемо видети да се пуни у једном циклусу, а празни у следећем, тако да је фреквенција таласа једнака фреквенцији улазног сигнала, тј. 50 Хз (мрежна наизменична струја).

Круг троструког напона

Да бисмо изградили напонски круг троструког круга, потребно је да додамо још 1 диоду и кондензатор у горњи полуталасни напонски круг двоструког напона према шеми доле.

Као што смо видели у кругу удвостручивача напона, кондензатор Ц1 у првом позитивном полукружном циклусу пуни се у Впеак, а кондензатор Ц2 пуни у 2Впеак у негативном полуциклусу.

Током другог позитивног полуциклуса, диоде Д1 и Д3 проводе и Д2 добија обрнуто пристрасност. На овај начин кондензатор Ц2 пуни кондензатор Ц3 до истог напона као и он, који износи 2 Впеак.

Сада су кондензатори Ц1 и Ц3 у серији, а напон на Ц1 је Впеак, а напон на Ц3 је 2 Впеак, тако да је напон на серијском прикључку Ц1 и Ц3 Впеак + 2Впеак = 3 Впеак, и добијамо Троструки напон улаза Впеак волт.

Четвороструки круг напона

Како смо изградили напонски Триплер круг додавањем једне диоде и кондензатора у полуталасни напонски круг удвостручивача, опет само треба додати још једну диоду и кондензатор у Волтаге Триплер круг, како бисмо изградили напонски четвороструки круг (4 пута већи од улазног напона).

Видели смо у напонском Триплер колу да је кондензатор Ц1 напуњен на Впеак у првом позитивном полуциклусу, Ц2 напуњен на 2Впеак у негативном полуциклусу и Ц3 такође напуњен на 2Впеак у другом позитивном полуциклусу.

Током другог негативног полуциклуса проводе се диоде Д2 и Д4, а кондензатор Ц4 се пуни у 2Впеак, кондензатором Ц3 који је такође на 2 Впеак. Добијамо четири пута Впеак (4Впеак), преко кондензатора Ц2 и Ц4, јер су оба кондензатора на 2 Впеак.

У круговима за умножавање напона, напон практично није вишекратник вршног напона, резултујући напон је мањи од вишекратника због неког пада напона на диодама, па би резултујући напон био:

Воут = Множитељ * Впеак - напон пада на диодама

Недостатак ове врсте мултипликаторских кола је високофреквентна фреквенција и врло је тешко изравнати излаз, иако употреба велике вредности кондензатора може помоћи у смањењу мрешкања. А предност кола је што можемо да генеришемо врло висок напон из нисконапонског извора напајања.

Можемо да генеришемо много већи напон и можемо добити 5 пута, 6 пута, 7 пута и више, напон вршног наизменичног напона, додавањем још диода и кондензатора. Високи негативни напон такође можемо генерисати само окретањем поларитета диода и кондензатора у овом колу. Теоретски можемо бесконачно умножавати напон, али то практично није могуће због капацитивности кондензатора, слабе струје, јаког мрешкања и многих других фактора.

Видео:

Напомене:

Напон се неће умножити тренутно, али ће се полако повећавати и након неког времена поставиће се на Три пута улазни напон.
Напонски напон кондензатора треба да буде најмање двоструко већи од улазног напона.
Излазни напон није тачно улазни напон вишеструког врха, он ће бити мањи од улазног напона.