Jännitekolmuri on piiri, josta saamme kolminkertaisen huippuottojännitteen, kuten jos vaihtojännitteen huippujännite on 5 volttia, lähtöön saadaan 15 voltin tasavirta. Muuntajat ovat yleensä jännitteen nostamiseksi tai pienentämiseksi, mutta joskus muuntajat eivät ole mahdollisia niiden koon ja kustannusten vuoksi. Tällainen jännitteen kolminkertaistin (jännitteen kerroin) voidaan rakentaa muutamalla diodilla ja kondensaattorilla. Nämä piirit ovat erittäin hyödyllisiä, kun korkea tasajännite on tuotettava matalalla vaihtojännitteellä ja tarvitaan matalaa virtaa, kuten television ja tietokoneiden CRT (katodisädeputket) -näytöissä. CRT-näyttö vaatii suurta tasajännitettä matalalla virralla.
Komponentit
- Diodit -3 (1N4007)
- Kondensaattorit - 22uf (3)
- Muuntaja (9-0-9)
Jännitteen kolmoiskytkimen piirikaavio ja selitys
Voimme laajentaa edellisen jännite tuplaaja piiri, luoda jännite kertojan piiri. Aikaisemmassa piirissä olemme käyttäneet 555-ajastinta neliöaallon tuottamiseen DC: n kautta, mutta tässä piirissä olemme käyttäneet vaihtovirtaa (vaihtovirta) ja lisäsimme vain yhden diodin ja kondensaattorin kolminkertaistamaan jännitteen.
Olemme käyttäneet 9-0-9 muuntajaa AC-verkkojännitteen (220v) alentamiseen, jotta voimme osoittaa sen leipälaudalla.
AC: n ensimmäisen positiivisen puoliskosyklin aikana diodi D1 siirtyy eteenpäin esijännitettynä ja kondensaattori C1 latautuu D1: n kautta. Kondensaattori C1 latautuu vaihtovirran huippujännitteeseen eli Vpeakiin.
AC: n negatiivisen puolijakson aikana diodi D2 johtaa ja D1 käänteisesti esijännitettynä. D1 estää kondensaattorin C1 purkautumisen. Kondensaattori C2 latautuu nyt kondensaattorin C1 (Vpeak) ja AC-jännitteen negatiivisen huippun, joka on myös Vpeak, yhdistetyllä jännitteellä. Kondensaattori C2 lataa siis jopa 2 V: n huippuvolttia.
Toisen positiivisen puoliskosyklin aikana diodit D1 ja D3 johtavat ja D2 kääntyvät esijännitetyiksi. Tällä tavalla kondensaattori C2 lataa kondensaattorin C3 samalle jännitteelle kuin itse, mikä on 2 Vpeak.
Kondensaattorit C1 ja C3 ovat nyt sarjassa ja jännite C1: n yli on Vpeak ja jännite C3: ssa on 2 Vpeak, joten C1: n ja C3: n sarjaliitännän jännite on Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, niin kuinka saamme kolminkertaisen jännitteen AC: n huippuarvo. Vaikka jännite ei ole aivan kolminkertainen huippujännitteestä, koska osa jännitteestä putoaa diodien yli, niin tuloksena oleva jännite olisi:
Vout = 3 * Vpeak - jännitteet laskevat diodien yli
Meidän tapauksessamme olemme käyttäneet 9v syöttöjännitteenä ja saaneet noin. 37,1 V: n lähtöjännite. 9v on RMS-arvo, joten Vpeak-arvo on 9 * juuri 2 = 9 * 1,414 = 12,7 v.
Joten lähtöjännitteemme tulisi olla: 12,7 * 3 = 38,1v
Mutta saimme noin. 37,1v, joten noin. 38,1 - 37,1 = 1v on pudotettu diodien yli.
Tämän jännitekolmituspiirin haittana on, että aaltoilutaajuus on erittäin korkea ja lähtöä on erittäin vaikea tasoittaa. Kondensaattoreiden suuren arvon käyttäminen voi auttaa vähentämään aaltoilua. Ja etuna on, että voimme tuottaa erittäin korkean jännitteen pienjännitelähteestä.
Huomautuksia:
- Jännite ei kolminkertaistu heti, mutta se kasvaa hitaasti ja jonkin ajan kuluttua se asetetaan kolmelle tulojännitteelle.
- Kondensaattoreiden C2 ja C3 jännitteen tulisi olla vähintään kaksinkertainen tulojännitteeseen.
- Lähtöjännite ei ole tarkalleen kolmesti tulojännite, se on pienempi kuin tulojännite. Kuten saisimme 37,1 V vaihtovirtajännitteen 12,7 Vpeak-arvolle (9v on rms-arvo, tarkoittaa, että Vpeak on 9 * 1,414 = 12,7v) tulojännite.
Voimme myös tuottaa paljon suuremman jännitteen ja voimme saada nelinkertaisen, viisi kertaa, 6 kertaa, 7 kertaa ja enemmän, huippu-AC-jännitteen jännitteen lisäämällä lisää diodeja ja kondensaattoreita.