• Categories
• Rectificador
• Condensador
• Diodo
• Corriente eléctrica
• Voltaje

Citation preview

INTRODUCCION Si se ha estado buscando una forma de generar una alta tensión, se habrá pasado inevitablemente por los dobladores de tensión. Es muy frecuente realizar los dobladores de tensión mediante combinaciones de diodo-condensador ,Sin embargo ,también se puede utilizar conjuntos de dobladores, denominados cascadas, para generar tensiones extremadamente altas de CC a partir de tensiones de moderadas a altas de CA .Este tipo de tensiones puede aplicarse a los aparatos de televisión, equipos laser, purificadores de aire, eliminadores de humo y polvos industriales generadores de iones negativos y, por supuesto son tensiones idóneas para experimentar, que es la principal función sobre la que se centrara el presente trabajo.

FIEE - UNCP

1. MARCO TEORICO Duplicadores de voltaje: Los duplicadores de voltaje producen el doble de tensión en DC (corriente directa) de la que podría producir un rectificador común. Se pueden implementar de dos diferentes maneras: duplicadores de media onda y duplicadores de onda completa y en ambos casos la frecuencia de la tensión de rizado es la misma que la de la tensión de entrada. En el caso de la rectificación de onda completa en los rectificadores tradicionales, la frecuencia de la tensión de rizado es el doble de la frecuencia de la tensión de entrada. En el circuito doblador de tensión, la tensión que se aplica sobre los diodos, es el doble, por lo que estos deberán soportar el doble de tensión. La característica de tensión de los capacitores dependerá del circuito en particular. La ventaja del duplicador de voltaje de media onda es que tiene una línea, que es común a la entrada y salida (Figura 1). Esta línea se puede tomar como común o tierra y se puede conectar al chasis o base metálica del equipo que se desea alimentar. El terminal de tierra o común debe estar bien identificado para no hacer una conexión invertida que puede tener consecuencias desagradables. Si se hiciera así, el chasis o base metálica del equipo estaría conectado al “+”

FIEE - UNCP

Funcionamiento del doblador de voltaje de media onda: 

En el primer semiciclo negativo de la onda de entrada, el diodo D1 conduce permitiendo el paso de la corriente por el capacitor C1, cargándose a una tensión igual al máximo valor de tensión de la tensión de entrada. Si la tensión de entrada, el valor pico de esta entrada es Vmax., entonces este capacitor se carga a esta tensión. En este ciclo el diodo no conduce.



En el siguiente semiciclo de la tensión de entrada (semiciclo positivo), el diodo D1 está polarizado en inverso y no conduce. El diodo D2 está polarizado en directo y la corriente fluye pasando por el capacitor C1, el diodo D2 y el capacitor C2.

En el inicio del semiciclo negativo, el capacitor C2 está descargado, pero C1 está cargado a Vmax (valor pico de la tensión de entrada). El capacitor C2 se cargará entonces al doble de la tensión pico de la entrada, pues se suman ésta (la tensión pico de entrada y la tensión acumulada que está en el capacitor C1.

Importante: En el diagrama se ha supuesto que la tensión de entrada es de 120 voltios en CA (corriente alterna). Para un diseño con alimentación de 220 / 240 voltios hay que cambiar los capacitores por otros con características de tensión mayores. También se muestran valores de capacitores y diodos.

FIEE - UNCP

Funcionamiento del Doblador de voltaje de onda completa Diagrama de un duplicador de tensión de onda completa:

El circuito funciona de la siguiente manera: 

En el semiciclo positivo de las ondas de entrada, se polariza en directo el diodo D1 cargado el capacitor C1 a una tensión a Vmax. (tensión de pico de la onda de entrada) y la polaridad de la carga queda indicada con la polaridad que se ve en capacitor C1. En este semiciclo está polarizado en inverso y no conduce.



En el semiciclo negativo, se polariza en directo el diodo 2 cargando el capacitor C2 a una tensión a Vmax (tensión de pico de la onda de entrada) y la polaridad de la carga queda indicada con la polaridad que se ve en capacitor C2.

Al quedar los dos capacitores en serie, las tensiones almacenadas suman, lográndose el duplicador de tensión. Este doblador de tensión se puede utilizar como fuente bipolar (tiene tensión positiva y tensión negativa), si se conecta tierra o el común en la unión entre los dos capacitores.

FIEE - UNCP

Analizando los semiciclos en los diodos y los condensadores La onda de corriente alterna está formada por dos semiciclos, uno positivo y uno negativo.

En el semiciclo positivo, la corriente pasa por el diodo D1, cargando el condensador C1 a una tensión de máximo voltaje entregada por el transformador y el condensador C1. Así sostiene el voltaje hasta que llega el otro semiciclo positivo. En este semiciclo, el diodo (D2), está polarizado a la inversa, por lo tanto no conduce. (Observe la gráfica).

En el semiciclo negativo, la corriente pasa por el diodo D2 cargando el condensador C2 a una tensión de máximo voltaje entregada por el transformador y el condensador C2. Sosteniendo el voltaje hasta que llega el otro semiciclo negativo. En este semiciclo el diodo (D1), está polarizado a la inversa, este no conduce en ese sentido. (Observe la gráfica).

FIEE - UNCP

Los dos condensadores en serie suman las tensiones almacenadas y así tenemos un doblador de tensión.

Este circuito puede tener algo de rizado, o ruido por la pérdida de tensión entre un semiciclo y el siguiente. Cuando el consumo de corriente es bajo (poca carga) el rizado es pequeño, al ir aumentando la carga, el rizado aumenta. Puede ir aumentando el valor de los condensadores, en la medida que aumenta el consumo de corriente de su circuito, esto para evitar el rizado. Notas adicionales El rizado: Para poder reducir el rizado de estas fuentes se puede incluir en su salida un filtro RC (ver el diagrama). La tensión de rizado dependerá de la carga que se tenga.

FIEE - UNCP

2. OBJETIVOS: Finalidad del doblador de tensión y por qué se utiliza. Gracias a un doblador de tensión, podemos conseguir que pequeñas tensiones en la entrada pasen a tener el doble de tensión en su salida. Se utilizan en circuitos en los que queremos tener una salida con una tensión elevada, pero los elementos del propio circuito no soportan dicha tensión. Para ello, utilizaremos el doblador de tensión. Si se ha estado buscando una forma de generar una alta tensión, se habrá pasado inevitablemente por los dobladores de tensión. Este tipo de tensiones puede aplicarse a los aparatos de televisión, equipos laser, purificadores de aire, eliminadores de humo y polvos industriales generadores de iones negativos y, por supuesto son tensiones idóneas para experimentar.

3. MATERIALES:    

Baquelita de 8.4cm x 5.1cm 1 transformador de 9 voltios AC 2 condensadores de 4700 uF a 16 voltios 2 diodos rectificadores 1N5404 (o depende el amperaje que requiere usar)

4.

PROCEDIMIENTO: Hacer el circuito impreso con el método del planchado en la baquelita

FIEE - UNCP



Poner los dispositivos en su posición respectiva y soldarlos

5.- CONCLUSIONES: Éste doblador de tensión se puede utilizar como fuente simétrica, puesto que tiene voltaje positivo, voltaje negativo y un tierra o punto común en la unión entre los dos condensadores, lo que evita tener que utilizar un transformador con TAP central.

Entrada AC

Salida +/- VDC

FIEE - UNCP

FIEE - UNCP