Подвоєнник напруги - це схема, де ми отримуємо подвоєну вхідну напругу вдвічі, наприклад, якщо ми подаємо напругу 5 В, на виході ми отримаємо 10 Вольт Як правило, трансформатори потрібні для підвищення або зниження напруги, але іноді трансформатори неможливі через їх розмір та вартість. Отже, ось швидке, просте і практичне рішення для подвоєння напруги за допомогою 555 таймерних ІС.
Компоненти
- 555 таймер IC
- Діоди -2 (1N4007)
- Резистори - 10k, 33k
- Конденсатори - 22 мкФ (2), 0,01 мкФ (2)
- 3-12v Джерело живлення
Схема та пояснення дублера напруги
Ми можемо розділити схему на дві частини, перша частина складається з 555-часової мікросхеми в режимі Astable, щоб генерувати квадратну хвилю, а друга частина складається з 2 діодів і 2 конденсаторів, щоб подвоїти вихідну напругу.
Ми налаштували 555 IC Timer в режимі мультивібратора Astable для генерації квадратної хвилі приблизно. 2 кГц, цю частоту визначають резистор R1, R2 і конденсатор С1. Нижче наведено формули того ж:
F = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Коли вихід на PIN 3 555 IC є низьким, діод D1 зміщується вперед, а конденсатор C3 заряджається через D1. Конденсатор С3 заряджається до тієї ж напруги на джерелі, в нашому випадку 5 В.
Тепер, коли вихід на PIN 3 стає високим, D1 отримує зворотне упередження і блокує розряд конденсатора C3, і одночасно D2 зміщується вперед і дозволяє конденсатору C4 заряджатися. Тепер конденсатор С4 заряджається спільною напругою конденсатора С3 і напругою вхідного джерела, тобто 5 в конденсатора С3 і 5 в вхідного живлення, тому він заряджається до 10 в (вдвічі більше напруги вхідного джерела). Але на практиці ми отримуємо вихідну напругу менше, ніж вдвічі більше вхідної напруги, як у нашому випадку, ми отримуємо приблизно 8,76v замість 10v.
Є також деякі недоліки цієї схеми подвоєння напруги:
- Однак ця схема дуже корисна для генерації більш високої напруги від джерела низької потужності, але це може подавати лише струм до 50 мА. Отже, його слід застосовувати лише для програм із низьким струмом.
- Також вихідна напруга може бути нестабільною, тому регулятор напруги (IC78XX) належного номіналу може бути використаний для регулювання та плавного виходу. Але сам регулятор напруги IC споживає деякий струм і зменшує струм, що видається (не повинен перевищувати 70 мА).
Примітки:
- Вхідна напруга повинна бути між 3-12 вольтами, більш висока напруга знищить 555 IC таймера.
- Навантаження на виході не повинно сприймати струм більше 70 мА.
- Напруга не миттєво подвоюється, але вона буде повільно зростати, і через деякий час вона встановиться вдвічі більше вхідної напруги.
- Номінальна напруга конденсатора С4 повинна бути принаймні вдвічі більшою за вхідну напругу.
- Вихідна напруга не вдвічі перевищує вхідну напругу, вона буде меншою за вхідну напругу. Як і ми отримали 8,76 В для 5-вольтового джерела живлення, і якщо застосувати 12 В, вихідна напруга буде 18-20 Вольт.