2 개의 쉬운 전압 배가 회로 논의

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





이 기사에서는 몇 가지 다른 수동 부품과 함께 단일 IC 4049 및 IC 555를 사용하여 몇 가지 간단한 DC-DC 전압 배가 회로를 만드는 방법을 배웁니다.

간단한 IC 555를 사용하여 강력한 전압 배가 회로를 만드는 방법이 궁금하다면이 기사는 세부 사항을 이해하고 가정에서 설계를 구성하는 데 도움이 될 것입니다.



전압 더블 러 란?

전압 더블 러는 입력 전압을 입력 크기의 두 배인 더 높은 전압 출력으로 높이기 위해 다이오드와 커패시터 만 사용하는 회로입니다.

전압 더블 러 개념을 처음 접하고 개념을 심층적으로 배우고 싶다면이 웹 사이트에 다양한 내용을 설명하는 훌륭한 기사가 있습니다. 전압 배율기 회로 당신의 참고를 위해.



전압 증 배기 개념은 영국과 아일랜드의 물리학자인 John Douglas Cockcroft와 Ernest Thomas Sinton Walton이 처음으로 발견하여 실제로 사용했습니다. Cockcroft–Walton (CW) 생성기.

전압 배율기 설계의 좋은 예는 다음 개념을 활용하는이 기사를 통해 연구 할 수 있습니다. 가정의 공기 정화를위한 이온화 된 공기 생성 .

전압 배가 회로는 또한 다이오드 / 커패시터 단계가 몇 단계로만 제한되어 출력이 공급 전압의 두 배에 해당하는 전압을 생성 할 수있는 전압 배율기의 한 형태입니다.

모든 전압 증 배기 회로에는 AC 입력 또는 맥동 입력이 필수적으로 필요하므로 결과를 달성하기 위해 발진기 회로가 필수적입니다.

IC 555 핀아웃 세부 사항

IC 555 핀아웃 세부 정보, 접지, Vcc, 재설정, 임계 값, 방전, 제어 전압

IC 555를 사용한 Voltage Doubler의 회로도

IC 555 전압 배가 회로

위의 예를 참조하면 실제로 발진기의 한 형태이며 출력 핀 # 3에서 맥동 DC (ON / OFF)를 생성하도록 설계된 불안정한 멀티 바이브레이터 스테이지로 구성된 IC 555 회로를 볼 수 있습니다.

기억한다면, 우리는 LED 토치 회로 이 웹 사이트에서는 발진기 섹션이 IC 4049 게이트를 사용하여 생성되었지만 전압 배가 회로를 매우 동일하게 사용합니다.

기본적으로 IC 555 스테이지를 다른 발진기 회로로 교체해도 여전히 전압 배가 효과를 얻을 수 있습니다.

그러나 IC 555를 사용하면이 IC가 외부 전류 증폭기 단계를 사용하지 않고도 다른 IC 기반 발진기 회로보다 더 많은 전류를 생성 할 수 있기 때문에 약간의 이점이 있습니다.

전압 배가 단계가 작동하는 방법

위의 다이어그램에서 볼 수 있듯이 실제 전압 곱셈은 하프 브리지 2 단계 전압 곱셈기 네트워크로 구성된 D1, D2, C2, C3 스테이지에 의해 구현됩니다.

IC 555의 pin # 3 상황에 대응하여이 단계를 시뮬레이션하는 것은 약간 어려울 수 있으며, 여전히 내 뇌에서 올바르게 실행되도록 고군분투하고 있습니다.

내 마음 시뮬레이션에 따라 언급 된 전압 배가 단계의 작동은 다음과 같이 설명 할 수 있습니다.

  1. IC 출력 핀 # 3이 낮은 로직 또는 접지 레벨에있을 때 D1은 C2를 충전 할 수 있습니다. C2와 핀 # 3의 음전위를 통해 순방향 바이어스를받을 수 있기 때문에 동시에 C3는 D1과 D2를 통해 충전됩니다. .
  2. 이제 다음 순간에 핀 # 3이 높은 로직 또는 양의 공급 잠재력에 도달하면 상황이 약간 혼란스러워집니다.
  3. 여기서 C2는 D1을 통해 방전 할 수 없으므로 D1, C2 및 C3에서도 공급 레벨 출력이 있습니다.
  4. 다른 많은 온라인 사이트에서는이 시점에서 C2 내부에 저장된 전압과 D1의 양이 C3의 출력과 결합하여 두 배의 전압을 생성한다고 말하지만 이는 의미가 없습니다.
  5. 전압이 병렬로 결합되면 순 전압이 증가하지 않기 때문입니다. 전압은 직렬로 결합하여 원하는 부스팅 또는 배가 효과를 발생시켜야합니다.
  6. 도출 할 수있는 유일한 논리적 설명은 핀 # 3이 하이가되고 C2의 음이 양의 수준에 있고 양의 끝도 공급 수준에있을 때 C3과 합산되는 역전 하 펄스를 생성해야한다는 것입니다. 공급 수준의 두 배에 해당하는 피크 전압을 갖는 순간적인 잠재적 스파이크를 유발합니다.

더 나은 또는 기술적으로 더 정확한 설명이 있으면 의견을 통해 설명하십시오.

얼마나 많은 전류?

IC의 핀 # 3은 최대 200mA 전류를 전달하도록 지정되어 있으므로 최대 피크 전류는이 200mA 레벨에서 예상 할 수 있지만 피크는 C2, C3 값에 따라 더 좁아집니다. 더 높은 값의 커패시터는 출력을 통해 더 완전한 전류 전송을 가능하게 할 수 있으므로 C2, C3 값이 최적으로 선택되었는지 확인하십시오. 약 100uF / 25V이면 충분합니다.

실용적인 응용

전압 배가 회로는 많은 전자 회로 애플리케이션에 유용 할 수 있지만 취미 기반 애플리케이션은 아래와 같이 저전압 소스에서 고전압 LED를 비추는 것일 수 있습니다.

IC 555 전압 배가 회로 (LED 포함)

위의 회로도에서 우리는 5V 공급 소스에서 9V LED 전구를 비추는 데 회로가 어떻게 사용되는지 볼 수 있는데, 이는 5V가 LED에 직접 적용되는 경우 일반적으로 불가능합니다.

주파수, PWM 및 전압 출력 레벨 간의 관계

전압 배가 회로의 주파수는 중요하지 않지만 더 빠른 주파수는 느린 주파수보다 더 나은 결과를 얻는 데 도움이됩니다.

PWM 범위와 유사하게 듀티 사이클은 약 50 % 여야하며, 펄스가 좁을수록 더 낮아집니다. 출력 전류 , 너무 넓은 펄스는 관련 커패시터가 최적으로 방전되지 못하게하여 다시 비효율적 인 출력 전력을 초래합니다.

논의 된 IC 555 불안정 회로에서 R1은 10K에서 100K 사이의 어느 곳이든 될 수 있으며,이 저항은 C1과 함께 주파수를 결정합니다. 결과적으로 C1은 50nF에서 0.5uF 사이의 어느 곳이든 될 수 있습니다.

R2는 기본적으로 PWM을 제어 할 수있게 해주므로 100K 포트를 통해 가변 저항으로 만들 수 있습니다.

IC 4049 NOT 게이트 사용

다음 CMOS IC 기반 회로는 모든 DC 소스 전압 (최대 15V DC)을 두 배로 늘리는 데 사용할 수 있습니다. 제시된 설계는 4 ~ 15V DC 사이의 전압을 두 배로 늘리고 30mA 이하의 전류에서 부하를 작동 할 수 있습니다.

다이어그램에서 볼 수 있듯이이 DC 전압 배가 회로는 제안 된 결과를 얻기 위해 단 하나의 IC 4049를 사용합니다.

IC 4049 핀아웃

IC 4049 핀아웃 다이어그램 사양

회로 작동

IC 4049에는 논의 된 전압 배가 동작을 생성하는 데 모두 효과적인 6 개의 게이트가 있습니다. 6 개 중 2 개 게이트는 오실레이터로 구성됩니다.

다이어그램의 가장 왼쪽은 오실레이터 섹션을 보여줍니다.

100K 저항과 0.01 커패시터는 기본 주파수 결정 구성 요소를 형성합니다.
전압 스테핑 동작을 구현해야하는 경우 주파수가 필수적으로 필요하므로 여기에서도 발진기의 개입이 필요합니다.

이러한 진동은 결과가 적용된 공급 전압의 두 배가되는 방식으로 커패시터 세트에 걸친 전압의 곱에 해당하는 출력에서 ​​커패시터 세트를 충전 및 방전하는 데 유용합니다.

그러나 발진기의 전압은 바람직하게는 커패시터에 직접 적용 할 수 없으며 오히려 병렬로 배열 된 IC의 게이트 그룹을 통해 수행됩니다.

이러한 병렬 게이트는 함께 생성기 게이트에서 적용된 주파수에 대한 우수한 버퍼링을 생성하여 결과 주파수가 전류에 대해 더 강하고 출력에서 ​​상대적으로 높은 부하로 흔들리지 않도록합니다.

그러나 여전히 CMOS IC의 사양을 염두에두고 출력 전류 처리 용량이 40mA보다 클 것으로 예상 할 수 없습니다.

이보다 높은 부하는 전압 레벨이 공급 레벨로 저하됩니다.

회로에서 상당히 높은 효율 수준을 얻기 위해 출력 커패시터 값을 100uF로 늘릴 수 있습니다.

IC에 대한 공급 입력으로 12V를 사용하면이 IC 4049 기반 전압 배가 회로에서 약 22V의 출력을 얻을 수 있습니다.

게이트 전압 배가 회로가 아닙니다.

부품 목록

  • R1 = 68K,
  • C1 = 680pF,
  • C2, C3 = 100uF / 25V,
  • D1, D2 = 1N4148,
  • N1, N2, N3, N4 = IC 4049,
  • 백색 LED = 3 개



이전 : 홈 메이드 GSM 자동차 보안 시스템 구축 다음 : IC 741을 사용하여 AC 밀리 볼트를 측정하는 방법