Der Spannungsverdoppler ist die Schaltung, in der wir das Doppelte der Eingangsspannung erhalten. Wenn wir beispielsweise eine Spannung von 5 V liefern, erhalten wir 10 Volt am Ausgang. Im Allgemeinen dienen Transformatoren dazu, die Spannung zu erhöhen oder zu verringern, aber manchmal sind Transformatoren aufgrund ihrer Größe und ihrer Kosten nicht durchführbar. Hier ist die schnelle, einfache und praktische Lösung, um die Spannung mithilfe des 555-Timer-IC zu verdoppeln.
Komponenten
- 555 Timer IC
- Dioden -2 (1N4007)
- Widerstände - 10k, 33k
- Capaciotors-22uf (2), 0,01 uF (2)
- 3-12V Stromversorgungsquelle
Schaltplan und Erklärung des Spannungsverdopplers
Wir können die Schaltung in zwei Teile teilen, der erste Teil besteht aus dem 555-maligen IC im Astable-Modus, um die Rechteckwelle zu erzeugen, und der zweite Teil besteht aus 2 Dioden und 2 Kondensatoren, um die Ausgangsspannung zu verdoppeln.
Wir haben den 555 Timer IC im Astable Multivibrator-Modus so konfiguriert, dass eine Rechteckwelle von ca. Bei 2 kHz wird diese Frequenz durch den Widerstand R1, R2 und den Kondensator C1 bestimmt. Unten ist er Formeln für das gleiche:
F = 1,44 / (R1 + 2 · R2) · C1
Wenn der Ausgang an PIN 3 des IC 555 niedrig ist, wird die Diode D1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und der Kondensator C3 wird über den D1 aufgeladen. Der Kondensator C3 wird an der Quelle auf die gleiche Spannung aufgeladen, in unserem Fall 5V.
Wenn nun der Ausgang an PIN 3 hoch geht, wird D1 in Sperrrichtung vorgespannt und blockiert die Entladung des Kondensators C3, und gleichzeitig ist D2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und lässt den Kondensator C4 aufladen. Jetzt lädt sich der Kondensator C4 mit der kombinierten Spannung des Kondensators C3 und der Eingangsquellenspannung auf, dh 5 V des Kondensators C3 und 5 V der Eingangsversorgung, sodass er bis zu 10 V (doppelt so hoch wie die Spannung der Eingangsquelle) auflädt. In der Praxis erhalten wir jedoch eine Ausgangsspannung, die kleiner als das Doppelte der Eingangsspannung ist. 8,76 V statt 10 V.
Es gibt auch einige Nachteile dieser Spannungsverdopplerschaltung:
- Diese Schaltung ist jedoch sehr nützlich, um eine höhere Spannung aus einer Quelle mit geringer Leistung zu erzeugen, kann jedoch nur bis zu 50 mA Strom liefern. Daher sollte es nur für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch verwendet werden.
- Auch die Ausgangsspannung kann instabil sein, so dass ein Spannungsregler (IC78XX) mit der richtigen Nennleistung verwendet werden kann, um zu regeln und den Ausgang zu glätten. Der Spannungsregler-IC selbst verbraucht jedoch etwas Strom und reduziert den zu liefernden Strom (darf 70 mA nicht überschreiten).
Anmerkungen:
- Die Eingangsspannung sollte zwischen 3 und 12 Volt liegen. Eine höhere Spannung zerstört den 555-Timer-IC.
- Die Last am Ausgang sollte nicht mehr als 70 mA Strom ziehen.
- Die Spannung verdoppelt sich nicht sofort, steigt jedoch langsam an und stellt sich nach einiger Zeit auf das Doppelte der Eingangsspannung ein.
- Die Nennspannung des Kondensators C4 sollte mindestens doppelt so hoch sein wie die Eingangsspannung.
- Die Ausgangsspannung ist nicht genau das Doppelte der Eingangsspannung, sondern geringer als die Eingangsspannung. Wie wir 8,76 V für 5 V Eingangsversorgung haben und wenn Sie 12 V anlegen, würde die Ausgangsspannung 18-20 Volt betragen.