Multiplicadores de voltaje

Circuito multiplicadores de voltaje

Autor: Patricio Acosta

18 diciembre, 2019

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Los multiplicadores de voltaje son circuitos electrónicos compuestos de diodos rectificadores y capacitores para elevar un voltaje de corriente alterna a uno de corriente continua.

El voltaje se eleva mediante etapas de diodos y capacitores. En la figura 1 tenemos el diagrama de doblador de voltaje de media onda el cual está compuesto por una fuente de alimentación de 6 VAC, 2 capacitores de 12 uF y 2 diodos rectificadores.

circuito multiplicadores de voltaje

Figura 1.

Cada etapa está compuesta por un diodo y un capacitor. En el primer semiciclo de la onda de voltaje alterna el diodo D1 se polariza directamente y D2 de manera inversa, por lo tanto el capacitor C1 se carga con el voltaje de la fuente (Vc1 = V1).

Luego, durante el semiciclo negativo de la onda alterna de voltaje el diodo D1 se polariza invesamente y D2 se polariza directamente. Ya que el voltaje en el capacitor C1 no se puede descargar, el capacitor C2 se carga con el voltaje de la fuente más el voltaje en el capacitor C1 (Vc2 = V1+Vc1). Teniendo en cuenta que los diodos rectificadores producen una pérdida de voltaje al polarizarse directamente y reemplazando el valor de Vc1=V2 en Vc2=Vc1+V1 tenemos que el voltaje en el Figura 2.[/caption]

Como se mencionó anteriormente, realizamos una elevación de voltaje aumentando una etapa Diodo-Capacitor. En la figura 3, hemos aumentado un diodo y un capacitor al circuito duplicador de voltaje. Al igual que en el duplicador de voltaje en el primer semiciclo de la onda de voltaje alterna el diodo D1 se polariza directamente y D2 de manera inversa, por lo tanto el capacitor C1 se carga con el voltaje de la fuente (Vc1 = V1).

Luego, durante el semiciclo negativo de la onda alterna de voltaje el diodo D1 se polariza invesamente y D2 se polariza directamente. Ya que el voltaje en el capacitor C1 no se puede descargar el capacitor C2 se carga con el voltaje de la fuente más el voltaje en el capacitor C1 (Vc2 = V1+Vc1).

En el siguiente semiciclo positivo el capacitor C3 se carga con un voltaje igual a 2V1 por medio del diodo D3 (polarizado directamente). Teniendo en cuenta esto, el voltaje entre Vc1 y Vc3 es igual a 3V1 (Vc3=Vc1+Vc2 -> Vc3=V1+2V1).

circuito multiplicador de voltaje

Figura 3.

En la simulación podemos ver el resultado del análisis del circuito anterior donde el valor de salida del circuito (28.4V) es de tres veces el valor de la alimentación del circuito (10V) menos las pérdidas de voltaje de los diodos D1, D2 y D3.

circuito multiplicador de voltaje

Figura 4.

De manera análoga a los circuitos duplicadores y triplicadores de voltaje, aumentamos una etapa más de Diodo-Capacitor para obtener un circuito que multiplique por 4 el voltaje de entrada tal como se indica en la figura 5.

circuito multiplicador de voltaje

Figura 5.

En base a los análisis de los circuitos duplicadores y triplicadores de voltaje tenemos el siguiente resultado en la simulación.

circuito multiplicador de voltaje

Figura 6.

Como podemos ver el voltaje a la resultante es igual a 4 veces el voltaje de entrada menos la caída de tensión de los diodos D1, D2, D3 y D4.

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