El duplicador de tensió és el circuit on obtenim el doble de la tensió d’entrada, com si subministrem voltatge de 5 V, obtindrem 10 volts a la sortida. Generalment, hi ha transformadors per augmentar o reduir la tensió, però de vegades els transformadors no són factibles per la seva mida i cost. Així doncs, aquí teniu la solució ràpida, fàcil i pràctica per duplicar el voltatge, mitjançant un temporitzador IC 555.
Components
- IC temporitzador 555
- Diodes -2 (1N4007)
- Resistències: 10k, 33k
- Capaciotors- 22uf (2), 0.01uF (2)
- Font d'alimentació 3-12v
Diagrama del circuit de duplicador de tensió i explicació
Podem dividir el circuit en dues parts, la primera part consisteix en un temps de 555 IC en mode Astable, per generar l’ona quadrada i la segona part consta de 2 díodes i 2 condensadors per duplicar la tensió de sortida.
Hem configurat 555 Timer IC en mode multivibrador Astable per generar l’ona quadrada d’aprox. 2 KHz, aquesta freqüència la decideixen la resistència R1, R2 i el condensador C1. A continuació es mostren les fórmules per al mateix:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Quan la sortida del PIN 3 de 555 IC és baixa, el díode D1 es polaritza cap endavant i el condensador C3 es carrega a través del D1. El condensador C3 es carrega fins a la mateixa tensió a la font, en el nostre cas 5v.
Ara, quan la sortida del PIN 3 augmenta, D1 es polaritza inversament i bloqueja la descàrrega del condensador C3 i, al mateix temps, D2 es polaritza cap endavant i permet que el condensador C4 es carregui. Ara, el condensador C4 es carrega amb el voltatge combinat del condensador C3 i el voltatge de la font d’entrada, vol dir 5v del condensador C3 i 5v de subministrament d’entrada, de manera que es carrega fins a 10v (el doble del voltatge de la font d’entrada). Però a la pràctica obtenim una tensió de sortida inferior al doble de la tensió d’entrada, com en el nostre cas obtenim aprox. 8,76v en lloc de 10v.
També hi ha alguns desavantatges d’aquest circuit de duplicador de tensió:
- No obstant això, aquest circuit és molt útil per generar un voltatge més alt a partir d’una font d’energia baixa, però només pot produir un corrent de fins a 50 mA. Per tant, només s’ha d’utilitzar per a aplicacions impulsades per corrent baix.
- A més, la tensió de sortida pot ser inestable, de manera que es pot utilitzar un regulador de voltatge (IC78XX) de la qualificació adequada per a una regulació i una sortida fluïdes. Però el propi IC del regulador de voltatge consumeix una mica de corrent i redueix el corrent lliurable (no ha de superar els 70 mA).
Notes:
- La tensió d'entrada ha d'estar entre 3-12 volts, una tensió més alta destruirà el temporitzador IC 555.
- La càrrega a la sortida no hauria de treure més de 70 mA de corrent.
- La tensió no es duplicarà instantàniament, però augmentarà lentament i al cap d’un temps es fixarà al doble de la tensió d’entrada.
- La tensió nominal del condensador C4 hauria de ser almenys el doble de la tensió d’entrada.
- El voltatge de sortida no és exactament el doble del voltatge d’entrada, serà inferior al voltatge d’entrada. Igual que teníem 8,76 v per al subministrament d’entrada de 5 v i, si apliqueu 12 v, el voltatge de sortida seria de 18 a 20 volts.