У овом чланку сазнајемо како да направимо неколико једноставних двоструких кругова једносмерног и једносмерног напона помоћу једног ИЦ 4049 и ИЦ 555 заједно са неколико других пасивних компоненти.

Ако се питате како се једноставан ИЦ 555 може користити за израду моћног склопа за дуплирање напона, онда ће вам овај чланак помоћи да разумете детаље и направите дизајн код куће.

Шта је удвостручивач напона

Удвостручивач напона је склоп који користи само диоде и кондензаторе за подизање улазног напона у излаз вишег напона, двоструку величину улаза.

Ако сте нови у концепту удвостручивача напона и желите да га детаљно научите, на овој веб страници имамо добар детаљни чланак који објашњава различите склопови за умножавање напона за твоју информацију.

Концепт мултипликатора напона први су открили и практично користили британски и ирски физичари Јохн Доуглас Цоцкцрофт и Ернест Тхомас Синтон Валтон, па се стога назива и Генератор Цоцкцрофт – Валтон (ЦВ).

Добар пример дизајна мултипликатора напона може се проучити кроз овај чланак који користи концепт за генеришући јонизовани ваздух за пречишћавање ваздуха у домовима .

Круг удвостручивача напона је такође облик мултипликатора напона где је ступањ диоде / кондензатора ограничен на само неколико степени, тако да је на излазу дозвољено да производи напон који може бити двоструко већи од напона напајања.

“логичке капије и њихове табеле истинитости ”

Будући да сви кругови за умножавање напона обавезно захтевају улаз наизменичне струје или пулсирајући улаз, коло осцилатора постаје неопходно за постизање резултата.

ИЦ 555 Детаљи пиноута

Детаљи пиноут-а ИЦ 555, уземљење, Вцц, ресетовање, праг, пражњење, управљачки напон

Кружни дијаграм двоструког напона помоћу ИЦ 555

Позивајући се на горњи пример, можемо видети коло ИЦ 555 конфигурисано као нестални степен мултивибратора, који је заправо облик осцилатора, и дизајнирано је да производи пулсирајући ДЦ (ОН / ОФФ) на свом излазном пину бр.

Ако се сећате, разговарали смо коло са ЛЕД бакљом на овом веб месту, које сасвим идентично користи склоп удвостручивача напона, иако је одељак осцилатора креиран помоћу капија ИЦ 4049.

У основи, можете заменити ступањ ИЦ 555 било којим другим осцилаторним кругом и даље добити ефекат удвостручења напона.

Међутим, употреба ИЦ 555 има малу предност, јер је ова ИЦ способна да генерише више струје од било ког другог кола осцилатора заснованог на ИЦ-у, без употребе било ког степена екстерног појачала струје.

Како функционише фаза двоструког напона

Као што се може видети на горњем дијаграму, стварно множење напона се имплементира помоћу степена Д1, Д2, Ц2, Ц3, који су конфигурисани као полумостова двостепена мрежа за умножавање напона.

Симулација ове фазе као реакција на пин # 3 ситуацију ИЦ 555 може бити мало тешка, и још увек се борим да ми тачно прође у мозгу.

Према мојој симулацији ума, рад поменутог степена удвостручивача напона може се објаснити како је дато у следећим тачкама:

Када је ИЦ излазни пин број 3 у својој ниској логици или на нивоу земље, Д1 може напунити Ц2, јер је у стању да напредује пристрасно кроз Ц2 и негативни потенцијал пина # 3, такође истовремено Ц3 се пуни преко Д1 и Д2 .
Сада, у следећем тренутку, чим пин број 3 постане на високој логици или на позитивном потенцијалу снабдевања, ствари постају помало збуњујуће.
Овде Ц2 не може да се празни преко Д1, тако да имамо излазни ниво напајања из Д1, из Ц2 и из Ц3 такође.
Многе друге Интернет странице кажу да би у овом тренутку ускладиштени напон унутар Ц2 и позитив Д1 требало да се комбинују са излазом Ц3 да би произвели удвостручени напон, међутим то нема смисла.
Јер, када се напони комбинују паралелно, нето напон се не повећава. Напони се морају серијски комбиновати да би изазвали жељени ефекат појачања или удвостручења.
Једино логично објашњење које се може извести је, када пин # 3 постане висок, негативан Ц2 на позитивном нивоу, а његов позитивни крај такође на нивоу напајања, присиљен је да производи импулс обрнутог пуњења који се поклапа са Ц3 пуњења, узрокујући тренутни потенцијални скок који има вршни напон двоструко већи од нивоа напајања.

Ако имате боље или технички исправније објашњење, слободно то објасните својим коментарима.

Колико струје?

Пин број 3 ИЦ додељен је за испоруку максималне струје од 200мА, стога се може очекивати да ће максимална вршна струја бити на овом нивоу од 200мА, међутим врхови ће се сузити у зависности од вредности Ц2, Ц3. Кондензатори веће вредности могу омогућити пунији пренос струје преко излаза, зато се уверите да су вредности Ц2, Ц3 оптимално одабране, око 100уФ / 25В ће бити довољно

Практична примена

Иако склоп удвостручења напона може бити користан за многе примене електронских кола, апликација заснована на хобију може бити осветљење високонапонске ЛЕД диоде из извора ниског напона, као што је приказано доле:

На горњем дијаграму кола можемо видети како се коло користи за осветљавање 9В ЛЕД сијалице из извора напајања од 5В, што би обично било немогуће ако се 5В директно примени на ЛЕД.

Веза између фреквенције, ПВМ и нивоа излазног напона

Фреквенција у било којем колу дуплирача напона није пресудна, међутим бржа фреквенција ће вам помоћи да постигнете боље резултате од споријих фреквенција.

Слично за опсег ПВМ, радни циклус треба да буде приближно 50%, ужи пулси ће узроковати ниже струја на излазу , док прешироки импулси неће дозволити да се релевантни кондензатори оптимално испразне, што опет резултира неефикасном излазном снагом.

У дискутираном кругу ИЦ 555, Р1 може бити било где између 10К и 100К, овај отпорник заједно са Ц1 одлучује о фреквенцији. Ц1 према томе може бити негде између 50нФ до 0,5уФ.

Р2 ће вам у основи омогућити контролу ПВМ-а, стога се од њега може направити променљиви отпорник кроз пот од 100К.

Коришћење капија ИЦ 4049 НОТ

Следећи круг заснован на ИЦ ЦМОС може се користити за удвостручавање било ког напона извора једносмерне струје (до 15 В једносмерне струје). Представљени дизајн ће удвостручити било који напон између 4 и 15 В једносмерне струје и моћи ће да управља оптерећењима при струји која није већа од 30 мА.

Као што се може видети на дијаграму, ово коло за удвостручавање једносмерног напона користи само један ИЦ 4049 за постизање предложеног резултата.

ИЦ 4049 Пиноутс

Цирцуит Оператион

ИЦ 4049 има шест улаза који су сви ефикасни за генерисање разматраних акција удвостручавања напона. Две капије од шест су конфигурисане као осцилатор.

Крајње лево од дијаграма приказује осцилатор.

Отпорник од 100 К и кондензатор 0,01 чине основне компоненте за одређивање фреквенције.
Фреквенција је императивно потребна ако треба спровести акције корака напона, па и овде постаје неопходно укључење осцилатора.

Ове осцилације постају корисне за парафирање пуњења и пражњење сета кондензатора на излазу што износи множење напона на комплету кондензатора на такав начин да резултат постаје двоструко већи од примењеног напона напајања.

Међутим, напон са осцилатора не може се пожељно применити директно на кондензаторе, већ се то врши кроз групу капија ИЦ-а распоређених паралелно.

Ови паралелни гејтови заједно производе добро пуферирање примењене фреквенције од гејтри генератора тако да је резултујућа фреквенција јача у односу на струју и не посустаје при релативно већим оптерећењима на излазима.

Али имајући на уму спецификације ЦМОС ИЦ-а, не може се очекивати да капацитет руковања излазном струјом буде већи од 40 мА.

Већа оптерећења од овог резултираће погоршањем нивоа напона према нивоу напајања.

Излазне вредности кондензатора могу се повећати на 100уФ за добијање разумно већих нивоа ефикасности из кола.

Са 12 волти као улазним напоном за ИЦ, излаз од око 22 волта може се добити из овог круга удвостручивача напона заснованог на ИЦ 4049.