Napetostni tripler je vezje, kjer dobimo trikrat najvišjo vhodno napetost, na primer, če je najvišja napetost izmenične napetosti 5 voltov, bomo na izhodu dobili 15 voltov enosmernega toka. Na splošno so transformatorji potrebni za povečanje ali zmanjšanje napetosti, včasih pa transformatorji zaradi svoje velikosti in stroškov niso izvedljivi. Tovrstni napetostni tripler (multiplikator napetosti) je mogoče izdelati z uporabo nekaj diod in kondenzatorjev. Ta vezja so zelo uporabna tam, kjer je treba ustvariti visoko enosmerno napetost z nizko izmenično napetostjo in je potreben nizek tok, kot pri CRT (katodnih ceveh) monitorjih v televizorju in računalnikih. Monitor CRT zahteva visoko enosmerno napetost z nizkim tokom.
Komponente
- Diode -3 (1N4007)
- Kondenzatorji - 22uf (3)
- Transformator (9-0-9)
Diagram in razlaga napetostnega triplerja
Lahko razširimo prejšnje vezje dvojnega napetosti, da ustvarimo vezje triplerja napetosti. V prejšnjem vezju smo uporabili 555 časovnik za generiranje kvadratnega vala skozi enosmerni tok, v tem vezju pa smo uporabili izmenični tok (izmenični tok) in dodali še eno diodo in kondenzator za trojno napetost.
Za zmanjšanje izmenične napetosti omrežja (220v) smo uporabili transformatorje 9-0-9, tako da smo jo lahko prikazali na plošči.
Med prvim pozitivnim polovičnim ciklom izmeničnega toka se dioda D1 nastavi naprej in kondenzator C1 napolni skozi D1. Kondenzator C1 se napolni do največje napetosti izmeničnega toka, tj. Vpeak.
Med negativnim polovičnim ciklom izmeničnega toka dioda D2 vodi in D1 vzvratno pristransko D1 blokira praznjenje kondenzatorja C1. Zdaj se kondenzator C2 polni s kombinirano napetostjo kondenzatorja C1 (Vpeak) in negativnim vrhom izmenične napetosti, ki je prav tako Vpeak. Tako se kondenzator C2 napolni do 2Vpeak volt.
Med drugim pozitivnim polovičnim ciklom diode D1 in D3 prevajajo in D2 postanejo obratno pristranski. Na ta način kondenzator C2 napolni kondenzator C3 do enake napetosti kot sam, kar je 2 Vpeak.
Zdaj sta kondenzatorja C1 in C3 v seriji in napetost na C1 je Vpeak, napetost na C3 pa 2 Vpeak, zato je napetost na serijski povezavi C1 in C3 Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, da dobimo trojno napetost najvišja vrednost AC. Čeprav napetost ni ravno trikratna najvišje napetosti, ker nekaj napetosti pade na diode, bi bila posledična napetost:
Vout = 3 * Vpeak - napetost pade na diode
V našem primeru smo uporabili 9v kot vhodno napetost in dobili približno 37.1v izhodna napetost. 9v je RMS vrednost, tako da je vrednost Vpeak 9 * root 2 = 9 * 1.414 = 12,7 v.
Torej naj bo naša izhodna napetost: 12,7 * 3 = 38,1v
Ampak dobili smo cca. 37,1 v, torej približno 38,1 - 37,1 = 1v je padel na diode.
Pomanjkljivost tega napetostnega triplerskega vezja je, da je frekvenca valovanja zelo visoka in je zelo težko izravnati izhod, saj lahko uporaba velike vrednosti kondenzatorjev pomaga zmanjšati valovanje. Prednost je, da lahko iz nizkonapetostnega vira energije ustvarimo zelo visoko napetost.
Opombe:
- Napetost se ne bo takoj potrojila, vendar se bo počasi povečevala in čez nekaj časa se bo nastavila na Trikratno vhodno napetost.
- Napetostna napetost kondenzatorja C2 in C3 mora biti vsaj dvakrat večja od vhodne napetosti.
- Izhodna napetost ni ravno trikratna vhodna napetost, manjša bo od vhodne napetosti. Tako kot smo dobili 37,1v za 12,7 Vpeak vrednost napajanja AC (9v je efektivna vrednost, pomeni Vpeak je 9 * 1,414 = 12,7v) vhodnega napajanja.
Prav tako lahko ustvarimo veliko višjo napetost in lahko z dodajanjem več diod in kondenzatorjev dobimo štirikratno, petkratno, šestkratno, sedemkratno in več napetost vršne izmenične napetosti.