Multiplicateurs de tension

Les multiplicateurs de tension sont les circuits où nous obtenons une tension continue très élevée de l'alimentation basse tension alternative, un circuit multiplicateur de tension génère une tension en multiple de la tension d'entrée de crête du courant alternatif, comme si la tension de crête de la tension alternative est de 5 volts, nous obtiendrons 15 volts CC à la sortie, dans le cas d'un circuit Tripler de tension. Le multimètre ne lit que la valeur RMS (tension moyenne racine) de la tension alternative, nous devons multiplier la valeur RMS à 1,414 (racine 2), pour obtenir la valeur de crête.

En général, les transformateurs sont là pour augmenter la tension, mais parfois les transformateurs ne sont pas réalisables en raison de leur taille et de leur coût. Les circuits multiplicateurs de tension peuvent être construits en utilisant peu de diodes et de condensateurs, ils sont donc peu coûteux et très efficaces par rapport aux transformateurs. Les circuits multiplicateurs de tension sont assez similaires aux circuits redresseurs qui sont utilisés pour convertir le courant alternatif en courant continu, mais les circuits multiplicateurs de tension convertissent non seulement le courant alternatif en courant continu, mais peuvent également générer une tension continue très élevée.

Ces circuits sont très utiles là où une tension continue élevée doit être générée avec une tension alternative basse et un courant faible est requis, comme dans les fours à micro-ondes, les moniteurs CRT (tubes cathodiques) dans la télévision et les ordinateurs. Le moniteur CRT nécessite une tension continue élevée avec un faible courant.

Doubleur de tension pleine onde

Comme son nom l'indique, la tension d'entrée est doublée à travers ce circuit. L'opération est le doubleur de tension pleine onde est très simple:

Pendant le demi-cycle positif de l'onde sinusoïdale du courant alternatif, la diode D1 est polarisée en direct et D2 est polarisée inversée, de sorte que le condensateur C1 se charge à travers le D1, jusqu'à la valeur de crête de l'onde sinusoïdale (Vpeak). Et pendant le demi-cycle négatif de l'onde sinusoïdale, D2 est polarisé en direct et D1 polarisé vénéré, de sorte que le condensateur C2 se charge via le D2, jusqu'à Vpeak.

Maintenant, les deux condensateurs sont chargés à Vpeak, nous obtenons donc le 2 Vpeak (Vpeak + Vpeak), à travers C1 et C2, sans charge connectée. Il porte le nom du redresseur Full Wave.

Circuit doubleur de tension demi-onde

Auparavant, nous avons également créé un circuit de doubleur de tension, avec une minuterie 555 en mode Astable et une source CC. Cette fois, nous utilisons un transformateur 220v AC et 9-0-9 pour abaisser le 220v AC, afin que nous puissions démontrer le multiplicateur de tension sur la maquette.

Pendant le premier demi-cycle positif de l'onde sinusoïdale (CA), la diode D1 est polarisée en direct et le condensateur C1 se charge via le D1. Le condensateur C1 se charge jusqu'à la tension de crête du courant alternatif, c'est-à-dire Vpeak.

Pendant le demi-cycle négatif de l'onde sinusoïdale, la diode D2 conduit et D1 polarisée en inverse. D1 bloque la décharge du condensateur C1. Maintenant, le condensateur C2 se charge avec la tension combinée du condensateur C1 (Vpeak) et le pic négatif de la tension alternative qui est également Vpeak. Ainsi, le condensateur C2 charge jusqu'à 2Vpeak volt. Par conséquent, la tension aux bornes du condensateur C2 est deux fois la Vpeak du courant alternatif.

Dans le prochain cycle positif, le condensateur C2 se décharge dans la charge, si la charge est connectée, et se recharge au cycle suivant. Nous pouvons donc voir qu'il est chargé en un cycle et déchargé au cycle suivant, de sorte que la fréquence d'ondulation est égale à la fréquence du signal d'entrée, c'est-à-dire 50 Hz (secteur AC).

Circuit de tripleur de tension

Pour construire le circuit Tripler de tension, il nous suffit d'ajouter 1 diode et un condensateur supplémentaires au circuit du doubleur de tension demi-onde ci-dessus selon le schéma de circuit ci-dessous.

Comme nous l'avons vu dans le circuit doubleur de tension, dans le premier demi-cycle positif, le condensateur C1 est chargé à Vpeak et le condensateur C2 chargé à 2Vpeak dans le demi-cycle négatif.

Maintenant, pendant le deuxième demi-cycle positif, les diodes D1 et D3 conduisent et D2 est polarisée en inverse. De cette manière, le condensateur C2 charge le condensateur C3 jusqu'à la même tension que lui-même, qui est de 2 V crête.

Maintenant, les condensateurs C1 et C3 sont en série et la tension à travers C1 est Vpeak et la tension à travers C3 est de 2 Vpeak, donc la tension à travers la connexion en série de C1 et C3 est Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, et nous obtenons le triple de la tension d'entrée Vpeak volt.

Circuit quadruple de tension

Comme nous avons construit le circuit Tripler de tension en ajoutant une diode et un condensateur dans le circuit doubleur de tension demi-onde, encore une fois, nous devons simplement ajouter une diode et un condensateur supplémentaires au circuit Tripler de tension, pour construire le circuit quadruple de tension (4 fois la tension d'entrée).

Nous avons vu dans le circuit Tripler de tension, ce condensateur C1 chargé à Vpeak dans le premier demi-cycle positif, C2 chargé à 2Vpeak en demi-cycle négatif et C3 également chargé à 2Vpeak dans le deuxième demi-cycle positif.

Maintenant, pendant le deuxième demi-cycle négatif, les diodes D2 et D4 conduisent, et le condensateur C4 est chargé à la pointe 2V, par le condensateur C3 qui est également à la pointe 2 V. Et nous obtenons quatre fois Vpeak (4Vpeak), à travers les condensateurs C2 et C4, car les deux condensateurs sont à 2 Vpeak.

Dans les circuits multiplicateurs de tension, pratiquement la tension n'est pas exactement le multiple de la tension de crête, la tension résultante est inférieure aux multiples en raison d'une certaine chute de tension à travers les diodes, donc la tension résultante serait:

Vout = Multiplicateur * Vpeak - les tensions chutent entre les diodes

L'inconvénient de ce type de circuits multiplicateurs est la fréquence d'ondulation élevée et il est très difficile de lisser la sortie, bien que l'utilisation de la grande valeur des condensateurs puisse aider à réduire l'ondulation. Et l'avantage du circuit est que nous pouvons générer une très haute tension à partir d'une source d'alimentation basse tension.

Nous pouvons générer une tension beaucoup plus élevée et obtenir 5 fois, 6 fois, 7 fois et plus la tension de la tension alternative de pointe, en ajoutant plus de diodes et de condensateurs. Nous pouvons également générer la tension négative élevée en inversant simplement la polarité des diodes et des condensateurs dans ce circuit. Théoriquement, nous pouvons multiplier la tension à l'infini, mais ce n'est pratiquement pas possible en raison de la capacité des condensateurs, du faible courant, de l'ondulation élevée et de nombreux autres facteurs.

Vidéo:

Remarques:

• La tension ne se multipliera pas instantanément, mais elle augmentera lentement et après un certain temps, elle se réglera sur le triple de la tension d'entrée.
• La tension nominale des condensateurs doit être au moins deux fois la tension d'entrée.
• La tension de sortie n'est pas exactement le multiple de la tension d'entrée de crête, elle sera inférieure à la tension d'entrée.