مدار دوبرابرکننده ولتاژ (Voltage Doubler Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار دوبرابرکننده ولتاژ (Voltage Doubler Circuit) :
مدار دوبرابرکننده ولتاژ (Voltage Doubler Circuit) نوعی ضرب کننده ولتاژ است که ولتاژ خروجی DC آن تقریبا دو برابر دامنه پیک ولتاژ ورودی AC است. این مدارها در کاربردهایی که به ولتاژ DC بالاتر از ولتاژ موجود نیاز داریم، بسیار مفید هستند. دو نوع رایج آن عبارتند از: دوبرابرکننده نیم موج و دوبرابرکننده تمام موج.
دوبرابرکننده ولتاژ نیم موج (Half-Wave Voltage Doubler): این مدار از دو دیود (D1, D2) و دو خازن (C1, C2) تشکیل شده است. فرض کنید ولتاژ ورودی سینوسی با دامنه
\[ V_m \]است. در نیم سیکل منفی (وقتی A منفی و B مثبت است)، دیود D1 بایاس مستقیم شده و خازن C1 را تا ولتاژ
\[ V_m \](با قطبیت نشان داده شده) شارژ می کند. در نیم سیکل مثبت بعدی (A مثبت، B منفی)، دیود D1 قطع و دیود D2 بایاس مستقیم می شود. ولتاژ نقطه A نسبت به B برابر
\[ +V_m \]است، اما خازن C1 نیز قبلا تا
\[ V_m \]شارژ شده است (با قطبیت مثبت در پایین). بنابراین، ولتاژ دو سر سری منبع و C1 برابر
\[ 2V_m \]خواهد بود. این ولتاژ از طریق دیود D2 به خازن C2 اعمال شده و آن را تا حدود
\[ 2V_m \]شارژ می کند. خروجی از دو سر C2 گرفته می شود.
دوبرابرکننده ولتاژ تمام موج (Full-Wave Voltage Doubler): این مدار شبیه یکسوساز پل است، اما با یک تغییر: دو خازن به جای بار مقاومتی قرار می گیرند. در نیم سیکل مثبت، دو دیود، یک خازن را تا
\[ V_m \]شارژ می کنند. در نیم سیکل منفی، دو دیود دیگر، خازن دوم را تا
\[ V_m \]شارژ می کنند. خروجی DC از مجموع ولتاژ دو خازن (که به صورت سری قرار گرفته اند) گرفته می شود که برابر
\[ 2V_m \]است. این نوع ریپل کمتری نسبت به نوع نیم موج دارد.
ملاحظات عملی:
⭐ ولتاژ خروجی دقیقا
\[ 2V_m \]نیست و به دلیل افت ولتاژ دیودها، کمی کمتر است.
⭐ با افزایش جریان بار، ولتاژ خروجی کاهش می یابد (ریگولاسیون بار ضعیف).
⭐ خازن ها باید ولتاژ کاری حداقل
\[ 2V_m \]را تحمل کنند.
کاربردها:
⭐ تبدیل ۱۱۰ ولت AC به ۳۲۰ ولت DC (با دوبرابرکننده) در برخی منابع تغذیه.
⭐ در پمپ های بار (Charge Pumps) برای تولید ولتاژهای بالاتر در مدارهای مجتمع.
⭐ در فلاش دوربین ها برای شارژ خازن بزرگ به ولتاژ بالا.
