Voltage Tripler é o circuito onde obtemos o triplo da tensão de pico de entrada, como se a tensão de pico da tensão AC for 5 volts, teremos 15 volts DC na saída. Geralmente, os transformadores existem para aumentar ou diminuir a tensão, mas às vezes os transformadores não são viáveis devido ao seu tamanho e custo. Este tipo de triplo de tensão (multiplicador de tensão) pode ser construído usando poucos diodos e capacitores. Esses circuitos são muito úteis onde a alta tensão DC precisa ser gerada com baixa tensão AC e baixa corrente é necessária, como em monitores CRT (tubos de raios catódicos) em TV e computadores. O monitor CRT requer alta tensão DC com baixa corrente.
Componentes
- Diodos -3 (1N4007)
- Capaciotores- 22uf (3)
- Transformador (9-0-9)
Diagrama e explicação do circuito do triplo de tensão
Podemos estender o circuito duplicador de tensão anterior, para criar o circuito triplicador de tensão. No circuito anterior usamos o temporizador 555 para gerar a onda quadrada através de CC, mas neste circuito usamos CA (corrente alternada) e apenas adicionamos mais um diodo e um capacitor para triplicar a tensão.
Usamos transformadores 9-0-9 para diminuir a tensão CA da rede elétrica (220v), para que possamos demonstrá-lo na placa de ensaio.
Durante a primeira metade do ciclo positivo de CA, o diodo D1 é polarizado para frente e o capacitor C1 é carregado através do D1. O capacitor C1 é carregado até a tensão de pico de CA, ou seja, Vpico.
Durante o semiciclo negativo da CA, o Diodo D2 conduz e D1 polarizado reversamente. D1 bloqueia a descarga do capacitor C1. Agora o capacitor C2 carrega com a tensão combinada do capacitor C1 (Vpico) e o pico negativo da tensão AC que também é Vpico. Assim o capacitor C2 carrega até 2Vpico volt.
Durante a segunda metade do ciclo positivo, os diodos D1 e D3 conduzem e o D2 sofre polarização reversa. Desta forma, o capacitor C2 carrega o capacitor C3 até a mesma tensão que ele próprio, que é 2 Vpico.
Agora o capacitor C1 e C3 estão em série e a tensão em C1 é Vpico e a tensão em C3 é 2 Vpico, então a tensão na conexão em série de C1 e C3 é Vpico + 2Vpico = 3 Vpico, é assim que obtemos a tensão tripla de o valor de pico de AC. Embora a tensão não seja exatamente o triplo da tensão de pico, porque alguma tensão cai entre os diodos, então a tensão resultante seria:
Vout = 3 * Vpico - queda de tensões entre os diodos
Em nosso caso, usamos 9 V como tensão de entrada e obtivemos aprox. Tensão de saída de 37,1v. 9v é o valor RMS, então o valor Vpico é 9 * root 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Portanto, nossa tensão de saída deve ser: 12,7 * 3 = 38,1v
Mas temos aprox. 37,1 V, então aprox. 38,1 - 37,1 = 1v caiu nos diodos.
A desvantagem deste circuito triplo de tensão é que a frequência de ondulação é muito alta e é muito difícil suavizar a saída, usando o grande valor dos capacitores pode ajudar a reduzir a ondulação. E a vantagem é que podemos gerar uma tensão muito alta a partir de uma fonte de alimentação de baixa tensão.
Notas:
- A tensão não triplicará instantaneamente, mas aumentará lentamente e, depois de algum tempo, será definida como três vezes da tensão de entrada.
- A classificação de tensão dos capacitores C2 e C3 deve ser pelo menos duas vezes a tensão de entrada.
- A tensão de saída não é exatamente o triplo da tensão de entrada, será menor que a tensão de entrada. Como se tivéssemos 37,1 V para 12,7 V de valor de pico de alimentação CA (9 V é o valor rms, significa que Vpico é 9 * 1,414 = 12,7 V) de alimentação de entrada.
Também podemos gerar uma tensão muito mais alta e podemos obter o quádruplo, 5 vezes, 6 vezes, 7 vezes e mais, a tensão da tensão CA de pico, adicionando mais diodos e capacitores.