Il duplicatore di tensione è il circuito in cui otteniamo il doppio della tensione di ingresso, ad esempio se forniamo una tensione di 5 V, otterremo 10 volt in uscita. Generalmente i trasformatori sono lì per aumentare o diminuire la tensione, ma a volte i trasformatori non sono fattibili a causa delle loro dimensioni e del loro costo. Ecco quindi la soluzione rapida, facile e pratica per raddoppiare la tensione, utilizzando il timer IC 555.
Componenti
- 555 timer IC
- Diodi -2 (1N4007)
- Resistori: 10k, 33k
- Capaciotori: 22 uf (2), 0,01 uF (2)
- Fonte di alimentazione 3-12v
Schema e spiegazione del circuito del duplicatore di tensione
Possiamo dividere il circuito in due parti, la prima parte consiste nell'IC 555 tempo in modalità Astable, per generare l'onda quadra e la seconda parte consiste in 2 diodi e 2 condensatori per raddoppiare la tensione di uscita.
Abbiamo configurato 555 Timer IC in modalità multivibratore Astable per generare l'onda quadra di ca. 2KHz, questa frequenza è decisa dal resistore R1, R2 e dal condensatore C1. Di seguito sono riportate le formule per lo stesso:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Quando l'uscita al PIN 3 di 555 IC è bassa, il diodo D1 viene polarizzato in avanti e il condensatore C3 viene caricato attraverso D1. Il condensatore C3 si carica alla stessa tensione alla sorgente, nel nostro caso 5v.
Ora quando l'uscita al PIN 3 diventa alta, D1 viene polarizzato inversamente e blocca la scarica del condensatore C3, e allo stesso tempo D2 è polarizzato in avanti e consente al condensatore C4 di caricarsi. Ora il condensatore C4 si carica con la tensione combinata del condensatore C3 e la tensione della sorgente di ingresso, significa 5 V di condensatore C3 e 5 V di alimentazione di ingresso, quindi si carica fino a 10 V (il doppio della tensione della sorgente di ingresso). Ma in pratica otteniamo una tensione di uscita inferiore al doppio della tensione di ingresso, come nel nostro caso otteniamo ca. 8.76v invece di 10v.
Ci sono anche alcuni svantaggi di questo circuito duplicatore di tensione:
- Tuttavia questo circuito è molto utile per generare una tensione più elevata da una fonte di alimentazione bassa, ma può fornire solo una corrente fino a 50 mA. Quindi dovrebbe essere utilizzato solo per applicazioni pilotate a bassa corrente.
- Anche la tensione di uscita può essere instabile, quindi è possibile utilizzare un regolatore di tensione (IC78XX) di valore nominale adeguato per regolare e regolare l'uscita. Ma il regolatore di tensione IC stesso consuma un po 'di corrente e riduce la corrente erogabile (non deve superare i 70 mA).
Appunti:
- La tensione di ingresso deve essere compresa tra 3 e 12 volt, una tensione maggiore distruggerà il circuito integrato del timer 555.
- Il carico in uscita non deve assorbire più di 70 mA di corrente.
- La tensione non raddoppierà istantaneamente ma aumenterà lentamente e dopo un po 'di tempo verrà impostata al doppio della tensione di ingresso.
- La tensione nominale del condensatore C4 dovrebbe essere almeno il doppio della tensione di ingresso.
- La tensione di uscita non è esattamente il doppio della tensione di ingresso, sarà inferiore alla tensione di ingresso. Come abbiamo ottenuto 8.76v per alimentazione in ingresso 5v e se si applicano 12v, la tensione di uscita sarebbe 18-20 volt.