Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Zasilanie do twojego projektu, część 6. Powielacze napięcia

Twój projekt wydaje się być skończony i gotowy do uruchomienia, lecz zadanie nie jest jeszcze wykonane dopóki nie zastosujesz odpowiedniego źródła zasilania. Rozwiązanie tego problemu może być tak proste, jak zastosowanie gotowego zasilacza o odpowiednich parametrach, bądź też tak złożone, jak zbudowanie własnego systemu zasilania z zasilaniem impulsowym, kilkoma wyjściami oraz podtrzymaniem bateryjnym. Nasz kurs ma za zadanie pomóc w rozwiązaniu tej kwestii i dostarczyć wiedzy na temat ważnych aspektów zasilania układów elektronicznych. W zeszłym miesiącu omówiliśmy temat zasilaczy impulsowych (SMPS) i wyjaśniliśmy podstawowe zasady działania stabilizatorów impulsowych buck (step-down) i boost (step-up). W tym miesiącu powrócimy do niektórych obwodów prostowniczych, które poznaliśmy po raz pierwszy w części 2 i pokażemy jak w prosty sposób możemy wygenerować wielokrotność podstawowego napięcia wyjściowego DC za pomocą podwajaczy, potrajaczy i czterokrotnych powielaczy napięcia. Są to przydatne obwody, które można zbudować przy użyciu zaledwie garstki tanich komponentów. Przedstawimy również kilka ważnych rad i wskazówek dotyczących doboru i wykorzystania kondensatorów elektrolitycznych. Nasz projekt praktyczny będzie miał postać prostego podwajacza napięcia przeznaczonego do wytwarzania niskoprądowego napięcia wyjściowego 15 V DC z małej baterii 9 V. Projekt ten idealnie nadaje się do zasilania napięciem 15 V obwodów logicznych CMOS.
Article Image

Powielacze napięcia 

Proste prostowniki jednopołówkowe i dwupołówkowe, które poznaliśmy w części 2, można łatwo zmodyfikować i rozszerzyć ich możliwości w celu wytworzenia wielokrotności podstawowego napięcia wyjściowego DC. Na rysunku 6.1(a) znajduje się prosty układ jednopołówkowego podwajacza napięcia.

Rysunek 6.1. Proste jednopołówkowe i dwupołówkowe podwajacze napięcia.

Podczas pierwszej (ujemnej) połowy cyklu wejściowego napięcia zasilania AC, D1 przewodzi i ładuje C1 do ujemnego szczytowego napięcia wtórnego (pomniejszonego o spadek napięcia 0,7 V na diodzie D1). To dodatnie napięcie pojawia się na anodzie D2, która następnie przewodzi w drugiej (dodatniej) połowie cyklu, ładując C2 do podwójnego zastosowanego napięcia szczytowego (pomniejszonego o spadek napięcia przewodzenia związany ze spadkiem na diodach D1 i D2). Przy sinusoidalnym napięciu wejściowym AC, dwóch diodach 1N4001 i napięciu wtórnym RMS wynoszącym VS, szczytowe napięcie DC pojawiające się na obciążeniu (RL) będzie wynosiło w przybliżeniu:

VOUT=(2×1,4×VS)–(2×0,7 V)=2,8 VS–1,4 V

Zauważ, że współczynnik 1,4 zamienia wartość RMS na wartość szczytową (ściślej mówiąc współczynnik ten wynosi √2=1,4142...). Tak więc, przy transformatorze dostarczającym 12 V RMS po stronie wtórnej, można oczekiwać, że napięcie wyjściowe bez obciążenia wyniesie około 32 V (przy niskich prądach obciążenia, do około 50 mA). Alternatywny układ podwajacza napięcia jest pokazany na rysunku 6.1(b). Układ ten oferuje lepszą wydajność niż pokazany na rysunku 6.1(a), ponieważ każda z diod przewodzi przez inną połówkę cyklu z uwzojenia wtórnego (działa raczej jak prostownik dwupołówkowy niż jednopołówkowy). Przy napięciu wtórnym 24 V RMS, układ ten dostarczy około 65 V przy prądzie obciążenia do 50 mA.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
Tematyka materiału: ZASILANIE, WYBÓR ZASILANIA, ŹRÓDŁO ZASILANIA, BATERIE, RODZAJE I SPECYFIKACJE ZASILACZY, SPRAWNOŚĆ, ZABEZPIECZENIE, OBCIĄŻENIE CIĄGŁE, OBCIĄŻENIE SZCZYTOWE, CYKL PRACY, TĘTNIENIA I SZUMY, NIEZAWODNOŚĆ, KRYTYCZNOŚĆ, ŁATWOŚĆ KONSERWACJI, ŚRODOWISKO, STABILIZACJA NAPIĘCIA, REZYSTANCJA WYJŚCIOWA
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2022
Udostępnij
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
Kursy kategorie
AI-Sztuczna Inteligencja
Aparatura
Arduino Audio Automatyka
CNC
DIY
Druk 3d
Elektromechanika Fotowoltaika
FPGA-CPLD-SPLD
GPS
IC-układy scalone
Interfejsy
IoT
Książki
Lasery
LED/LCD/OLED
Mechatronika
Mikrokontrolery (MCV,μC)
Moc
Moduły
Narzędzia
Optoelektronika
PCB/Montaż
Podstawy elektroniki
Podzespoły bierne
Półprzewodniki
Pomiary i testy Projektowanie Raspberry Pi
Retro
Komunikacja, RF
Robotyka
SBC-SIP-SoC-CoM
Sensory
Silniki i serwo Software
Sterowanie
Transformatory
Tranzystory
Wyświetlacze
Wzmacniacze
Zasilanie
W tym numerze znajdziesz źródłową wersję artykułu publikowanego obok
Elektronika dla Wszystkich
wrzesień 2022
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"