Ο διπλασιαστής τάσης είναι το κύκλωμα όπου παίρνουμε το διπλάσιο της τάσης εισόδου, όπως εάν παρέχουμε τάση 5v, θα έχουμε 10 volt στην έξοδο. Γενικά, οι μετασχηματιστές είναι εκεί για να ανεβούν ή να μειώσουν την τάση, αλλά μερικές φορές οι μετασχηματιστές δεν είναι εφικτοί λόγω του μεγέθους και του κόστους τους. Εδώ λοιπόν είναι η γρήγορη, εύκολη και πρακτική λύση για να διπλασιαστεί η τάση, χρησιμοποιώντας 555 χρονιστή IC
Συστατικά
- 555 χρονόμετρο IC
- Δίοδοι -2 (1N4007)
- Αντίσταση - 10k, 33k
- Χωρητικότητα - 22uf (2), 0,01uF (2)
- 3-12v Πηγή τροφοδοσίας
Διάγραμμα & Επεξήγηση κυκλώματος διπλής τάσης
Μπορούμε να χωρίσουμε το κύκλωμα σε δύο μέρη, το πρώτο μέρος αποτελείται από το 555 IC time σε Astable mode, για να δημιουργήσουμε το τετράγωνο κύμα και το δεύτερο μέρος αποτελείται από 2 διόδους και 2 πυκνωτές για να διπλασιάσουμε την τάση εξόδου.
Έχουμε διαμορφώσει το 555 Timer IC σε λειτουργία Astable multivibrator για τη δημιουργία τετραγωνικού κύματος περίπου. 2KHz, αυτή η συχνότητα αποφασίζεται από την αντίσταση R1, R2 και τον πυκνωτή C1. Παρακάτω είναι οι τύποι για το ίδιο:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Όταν η έξοδος στο PIN 3 του 555 IC είναι χαμηλή, η Diode D1 προωθείται προς τα εμπρός και ο πυκνωτής C3 φορτίζεται μέσω του D1. Ο πυκνωτής C3 φορτίζεται μέχρι την ίδια τάση στην πηγή, στην περίπτωσή μας 5v.
Τώρα, όταν η έξοδος στο ΡΙΝ 3 ανεβαίνει, το D1 παίρνει αντίστροφη μεροληψία και μπλοκάρει την εκφόρτιση του πυκνωτή C3 και ταυτόχρονα το D2 είναι προς τα εμπρός προκατειλημμένο και επιτρέπει στον πυκνωτή C4 να φορτιστεί. Τώρα ο πυκνωτής C4 φορτίζει με τη συνδυασμένη τάση του πυκνωτή C3 και την τάση πηγής εισόδου, σημαίνει 5v του πυκνωτή C3 και 5v της τροφοδοσίας εισόδου, οπότε φορτίζει έως και 10v (διπλάσια από την τάση της πηγής εισόδου). Αλλά στην πράξη έχουμε τάση εξόδου μικρότερη από το διπλάσιο της τάσης εισόδου, όπως στην περίπτωση μας έχουμε περίπου 8.76v αντί για 10v.
Υπάρχουν επίσης μερικά μειονεκτήματα αυτού του κυκλώματος διπλασιασμού τάσης:
- Ωστόσο, αυτό το κύκλωμα είναι πολύ χρήσιμο για την παραγωγή υψηλότερης τάσης από μια πηγή χαμηλής ισχύος, αλλά αυτό μπορεί να αποδώσει ρεύμα μόνο έως 50mA. Επομένως, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο για εφαρμογές με χαμηλό ρεύμα.
- Επίσης, η τάση εξόδου μπορεί να είναι ασταθής, οπότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας ρυθμιστής τάσης (IC78XX) κατάλληλης βαθμολογίας ρύθμισης και ομαλής εξόδου. Αλλά ο ίδιος ο ρυθμιστής τάσης καταναλώνει λίγο ρεύμα και μειώνει το παραδοτέο ρεύμα (δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 70mA).
Σημειώσεις:
- Η τάση εισόδου πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 3-12 volt, η υψηλότερη τάση θα καταστρέψει το χρονόμετρο IC 555.
- Το φορτίο στην έξοδο δεν πρέπει να αντλεί περισσότερο από 70mA ρεύμα.
- Η τάση δεν θα διπλασιαστεί ακαριαία αλλά θα αυξηθεί αργά και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, θα ρυθμιστεί στο διπλάσιο της τάσης εισόδου.
- Η ονομαστική τάση του πυκνωτή C4 πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσια από την τάση εισόδου.
- Η τάση εξόδου δεν είναι ακριβώς το διπλάσιο της τάσης εισόδου, θα είναι μικρότερη από την τάση εισόδου. Όπως έχουμε 8,76v για τροφοδοσία εισόδου 5v και αν εφαρμόσετε 12v, η τάση εξόδου θα είναι 18-20 volt.