- Pengganda Voltan gelombang penuh
- Litar Pengganda Voltan Separuh Gelombang
- Litar Tripler Voltan
- Litar Kuadruple Voltan
- Video:
- Catatan:
Pengganda voltan adalah litar di mana kita mendapat voltan DC yang sangat tinggi dari bekalan voltan AC rendah, litar pengganda voltan menghasilkan voltan dalam pelbagai voltan input puncak AC, seperti jika voltan puncak voltan AC adalah 5 volt, kita akan mendapat 15 volt DC pada output, sekiranya berlaku litar Voltage Tripler. Multimeter hanya membaca nilai RMS (voltan min punca) voltan AC, kita perlu mengalikan nilai RMS hingga 1.414 (root 2), untuk mendapatkan nilai Puncak.
Umumnya transformer ada untuk menaikkan voltan, tetapi kadang kala transformer tidak dapat dilaksanakan kerana ukuran dan kosnya. Litar pengganda voltan dapat dibina dengan menggunakan beberapa diod dan kapasitor, oleh itu ia adalah kos rendah dan sangat berkesan jika dibandingkan dengan Transformer. Litar pengganda voltan hampir sama dengan litar penerus yang digunakan untuk menukar AC ke DC, tetapi litar pengganda voltan tidak hanya menukar AC ke DC tetapi juga dapat menghasilkan voltan DC yang sangat TINGGI.
Litar ini sangat berguna di mana voltan DC Tinggi perlu dihasilkan dengan voltan AC rendah dan arus rendah diperlukan, seperti dalam ketuhar gelombang mikro, monitor CRT (Cathode ray tubes) di TV dan komputer. Monitor CRT memerlukan voltan DC tinggi dengan arus rendah.
Pengganda Voltan gelombang penuh
Seperti namanya, voltan input meningkat dua kali ganda melalui litar ini. Operasinya adalah Pengganda voltan gelombang penuh sangat mudah:
Semasa separuh kitaran positif gelombang sinusoidal AC, Diode D1 maju bias dan D2 terbalik bias, sehingga kapasitor C1 mengecas melalui D1, ke nilai puncak gelombang sinus (Vpeak). Dan semasa separuh pusingan gelombang sinus negatif, D2 didorong ke depan dan D1 dipusingkan bias, sehingga kapasitor C2 mendapat pengisian melalui D2, ke Vpeak.
Sekarang kedua kapasitor dibebankan ke Vpeak sehingga kita mendapatkan 2 Vpeak (Vpeak + Vpeak), melintasi C1 dan C2, tanpa beban yang tersambung. Ia dinamakan sempena penerus gelombang Penuh.
Litar Pengganda Voltan Separuh Gelombang
Sebelumnya kami juga telah membuat rangkaian Voltage Doubler, dengan pemasa 555 dalam mod Astable dan sumber DC. Kali ini kita menggunakan transformer 220v AC dan 9-0-9 untuk turun 220v AC, sehingga kita dapat menunjukkan Pengganda Tegangan di papan roti.
Semasa pusingan separuh positif pertama gelombang Sinusoidal (AC), Diode D1 maju bias dan kapasitor C1 dikenakan melalui D1. Kapasitor C1 dikenakan sehingga voltan puncak AC iaitu Vpeak.
Semasa separuh kitaran gelombang sinus negatif, Diode D2 melakukan dan D1 membalikkan berat sebelah. D1 menyekat pembuangan kapasitor C1. Sekarang kapasitor C2 mengecas dengan voltan gabungan kapasitor C1 (Vpeak) dan puncak negatif voltan AC yang juga Vpeak. Jadi kapasitor C2 mengecas hingga 2Vpeak volt. Oleh itu voltan merentas kapasitor C2 adalah dua kali ganda dari Vpeak AC.
Pada kitaran positif seterusnya, kapasitor C2 dibebankan ke dalam beban, jika beban disambungkan, dan akan diisi semula pada kitaran berikutnya. Oleh itu, kita dapat melihat bahawa ia akan dicas dalam satu kitaran dan dikeluarkan pada kitaran seterusnya, jadi frekuensi riak sama dengan frekuensi isyarat input iaitu 50 Hz (AC Mains).
Litar Tripler Voltan
Untuk membina litar Tripler voltan, kita hanya perlu menambahkan 1 lagi Diod dan kapasitor ke litar Half gelombang Voltage Doubler di atas mengikut gambarajah litar di Bawah.
Seperti yang telah kita lihat dalam litar pengganda voltan bahawa, pada kapasitor separuh pusingan positif pertama C1 dikenakan ke Vpeak dan dan kapasitor C2 dikenakan ke 2Vpeak pada separuh kitaran negatif.
Sekarang semasa kitaran separuh positif kedua, Diod D1 dan D3 melakukan dan D2 menjadi bias terbalik. Dengan cara ini kapasitor C2 mengecas kapasitor C3 hingga voltan yang sama dengan dirinya sendiri, iaitu 2 Vpeak.
Sekarang kapasitor C1 dan C3 berada dalam siri dan voltan melintasi C1 adalah Vpeak dan voltan melintasi C3 adalah 2 Vpeak, jadi voltan melintasi sambungan siri C1 dan C3 adalah Vpeak + 2Vpeak = 3 Vpeak, dan kami mendapat voltan Input Tiga kali ganda Vpeak volt.
Litar Kuadruple Voltan
Oleh kerana kita telah membina rangkaian Tripler voltan dengan menambahkan satu diod dan kapasitor dalam rangkaian pengganda Voltan gelombang separuh, sekali lagi kita hanya perlu menambahkan satu lagi diod dan kapasitor ke litar Voltage Tripler, untuk membina litar Voltage Quadruple (4 kali voltan input).
Kami telah melihat dalam rangkaian Tripler voltan, bahawa kapasitor C1 dicas ke Vpeak pada separuh pusingan positif pertama, C2 dikenakan ke 2Vpeak pada separuh kitaran negatif dan C3 juga dikenakan ke 2Vpeak pada separuh pusingan positif kedua.
Sekarang semasa separuh pusingan negatif kedua Diode D2 dan D4 melakukan, dan kapasitor C4 dikenakan ke 2Vpeak, oleh kapasitor C3 yang juga pada 2 Vpeak. Dan kita mendapat empat kali Vpeak (4Vpeak), melintasi kapasitor C2 dan C4, kerana kedua-dua kapasitor berada pada 2 Vpeak.
Dalam litar Pengganda Voltan, secara praktikal voltan tidak sama dengan gandaan voltan Puncak, voltan yang dihasilkan kurang daripada gandaan kerana beberapa penurunan voltan merentasi Diod, jadi voltan yang dihasilkan adalah:
Vout = Pengganda * Vpeak - voltan jatuh merentasi diod
Kelemahan rangkaian Multiplier jenis ini adalah frekuensi Ripple Tinggi dan sangat sukar untuk melancarkan output, walaupun menggunakan nilai kapasitor yang besar dapat membantu mengurangkan riak. Dan kelebihan litar ialah kita dapat menghasilkan voltan yang sangat tinggi dari sumber kuasa voltan rendah.
Kita dapat menjana voltan yang jauh lebih tinggi dan dapat memperoleh voltan voltan Puncak AC 5 kali, 6 kali, 7 kali dan lebih, dengan menambahkan lebih banyak diod dan kapasitor. Kita juga boleh menghasilkan voltan negatif Tinggi dengan hanya membalikkan kekutuban Diod dan Kapasitor dalam litar ini. Secara teorinya kita dapat melipatgandakan voltan tanpa batas tetapi secara praktikalnya tidak mungkin kerana kapasitor kapasitor, arus rendah, riak tinggi dan banyak faktor lain.
Video:
Catatan:
- Voltan tidak akan berganda seketika tetapi ia akan meningkat dengan perlahan dan setelah beberapa lama, ia akan ditetapkan ke voltan masukan Ketiga
- Peringkat voltan kapasitor hendaklah sekurang-kurangnya dua kali ganda daripada voltan input.
- Voltan keluaran tidak betul-betul voltan masukan Multiple of Peak, ia akan lebih rendah daripada voltan input