Naponski trostruki krug je krug u kojem dobivamo tri puta vršnog ulaznog napona, kao ako je vršni napon izmjeničnog napona 5 volti, na izlazu ćemo dobiti DC od 15 volti. Općenito su transformatori tu da pojačaju ili smanje napon, ali ponekad transformatori nisu izvedivi zbog svoje veličine i cijene. Ovakav naponski tripler (multiplikator napona) može se izgraditi pomoću nekoliko dioda i kondenzatora. Ti su krugovi vrlo korisni tamo gdje treba generirati visoki istosmjerni napon s niskim izmjeničnim naponom i potrebna je mala struja, kao u CRT (katodnim cijevima) monitorima na televizoru i računalima. CRT monitor zahtijeva visoki istosmjerni napon s malom strujom.
Komponente
- Diode -3 (1N4007)
- Kondenzatori - 22uf (3)
- Transformator (9-0-9)
Dijagram i objašnjenje napojnog trostrukog kruga
Možemo proširiti prethodni sklop udvostručivača napona kako bismo stvorili sklop trostrukog napona. U prethodnom smo krugu koristili 555 tajmer za generiranje kvadratnog vala kroz istosmjernu struju, ali u ovom smo krugu koristili izmjeničnu struju (izmjeničnu struju) i dodali još jednu diodu i kondenzator da utrostručimo napon.
Koristili smo transformatore 9-0-9 za snižavanje mrežnog napona (220v), tako da ga možemo demonstrirati na ploči.
Tijekom prvog pozitivnog poluciklusa izmjeničnog napona, dioda D1 dobiva naprijed pristranost, a kondenzator C1 se puni kroz D1. Kondenzator C1 puni se do vršnog napona izmjenične struje, tj. Vpeak.
Tijekom negativnog poluciklusa izmjeničnog napona, dioda D2 provodi i D1 obrnuto pristrana. D1 blokira pražnjenje kondenzatora C1. Sada se kondenzator C2 puni kombiniranim naponom kondenzatora C1 (Vpeak) i negativnim vrhom izmjeničnog napona koji je također Vpeak. Dakle, kondenzator C2 puni se do 2Vpika volta.
Tijekom drugog pozitivnog poluciklusa, diode D1 i D3 provode, a D2 dobiva obrnuto predrasude. Na taj način kondenzator C2 puni kondenzator C3 do istog napona kao i on, koji iznosi 2 Vpeak.
Sada su kondenzatori C1 i C3 u seriji, a napon na C1 je Vpeak, a napon na C3 je 2 Vpeak, tako da je napon na serijskom priključku C1 i C3 Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, da bismo dobili trostruki napon vršna vrijednost AC. Iako napon nije točno tri puta od vršnog napona, jer neki napon pada na diodama, pa bi rezultirajući napon bio:
Vout = 3 * Vpeak - napon pada na diodama
U našem slučaju koristili smo 9v kao ulazni napon i dobili cca. Izlazni napon 37,1v. 9v je RMS vrijednost, tako da je Vpeak vrijednost 9 * korijen 2 = 9 * 1.414 = 12,7 v.
Tako bi naš izlazni napon trebao biti: 12,7 * 3 = 38,1v
Ali dobili smo cca. 37,1v, dakle cca. 38,1 - 37,1 = 1v je ispušteno na diode.
Nedostatak ovog sklopa za trostruki napon je što je frekvencija mreškanja vrlo visoka i vrlo je teško izravnati izlaz, jer velika vrijednost kondenzatora može pomoći u smanjenju mreškanja. A prednost je u tome što iz niskonaponskog izvora energije možemo generirati vrlo visoki napon.
Bilješke:
- Napon se neće utrostručiti trenutno, već će se polako povećavati i nakon nekog vremena postavit će se na Tri puta ulaznog napona.
- Napon kondenzatora C2 i C3 trebao bi biti najmanje dvostruko veći od ulaznog napona.
- Izlazni napon nije točno trostruko ulazni napon, bit će manji od ulaznog napona. Kao što smo dobili 37,1v za 12,7 Vpeak vrijednosti napajanja izmjeničnim naponom (9v je efektivna vrijednost, znači da je Vpeak 9 * 1,414 = 12,7v) ulazne opskrbe.
Također možemo generirati mnogo veći napon i možemo dobiti četverostruki, 5 puta, 6 puta, 7 puta i više, napon vršnog izmjeničnog napona, dodavanjem još dioda i kondenzatora.