CAMBIADORES DE NIVEL, MULTIPLICADORES DE VOLTAJE

1.- OBJETIVOS

Estudiar y comprender el funcionamiento de los circuitos cambiadores de nivel y multiplicadores de voltaje

2.-MARCO TERICO

CAMBIADORES DE NIVEL

Un circuito cambiador de nivel es aquel que cambia una seal de corriente continua a un nivel diferente. El circuito debe contener un diodo, un condensador y una resistencia, pero tambin puede usar una fuente de corriente continua independiente para producir un cambio de nivel de corriente continua adicional. El valor de R y C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo t = RC sea lo suficiente grande como para asegurar que la tensin a travs del condensador no se descargue de manera significativa, durante el intervalos en el que el diodo no est conduciendo.

El circuito de la figura 8.1 cambia la seal de entrada a cero voltios. La resistencia R puede ser una resistencia de carga o una combinacin en paralelo de la resistencia de carga y una resistencia diseada para para ofrecer el nivel deseado de R.

Cambiador de nivel positivo:

Lo veremos con un ejemplo:

Se empieza por el semiciclo en el que conduce un diodo y se carga un condensador.

Seguimos con el ejemplo. Semiciclo negativo.

Suponemos el diodo ideal. El condensador se carga en el semiciclo negativo. Una vez cargado, el condensador se descarga en el semiciclo positivo:

Interesa que el condensador se descargue lo menos posible. Para que sea la descarga sea prcticamente una horizontal se tiene que cumplir:

Si suponemos que el condensador se descarga muy poco, suponemos siempre cargado a 10 V el condensador.

Hemos subido 10 V el nivel de continua.

OFFSET = Nivel de continua

Este es el cambiador de nivel positivo. Si quisiera cambiar hacia abajo sera el cambiador de nivel negativo que es igual cambiando el diodo de sentido.

Cambiador de nivel negativo

Como antes, el condensador siempre a 10 V. Se le resta 10 a la entrada. Es un "OFFSET Negativo".

Todo esto es cogiendo el diodo ideal. Si usamos 2 aproximacin, diodo a 0.7 V.

CIRCUITOS MULTIPLICADORES DE VOLTAJE

Muchas veces tenemos en nuestras manos un transformador de buena calidad y que puede suministrar una cantidad de corriente suficiente para alimentar un circuito especfico que estamos diseando, pero nos encontramos con la limitante que la tensin de suministro est por debajo de lo que requiere en una cantidad par o impar.

Con los circuitos que tratar de explicarles aqu, podrn obtener voltajes aumentados en una proporcin de 2, 3, 4, 5, .n veces, pudiendo llegar a generar altos niveles de voltaje DC. Esto quiere decir por ejemplo, que si poseen un transformador de 12 V AC en el secundario, podrn generar tensiones de 24, 36, 48, Volt DC.

A estos circuitos bsicos se le denominan Multiplicadores de Tensin y tienen un sinnmero de aplicaciones sin la necesidad de utilizar transformadores con devanados centrales.

Se basan en la modificacin de los circuitos de filtros con condensador que casi todos conocemos, y que se utilizan en las fuentes de poder.

DOBLADOR DE MEDIA ONDA

En la siguiente figura, vemos un Doblador de media onda:

Cuando el circuito es alimentado por el semiciclo positivo de la tensin AC del secundario del transformador, D1 est en conduccin y D2 est en corte o abierto, por lo que cargar el condensador C1 hasta Vs. La polaridad de la tensin de carga de C1 se muestra en el siguiente circuito equivalente:

Cuando le toca el turno al ciclo negativo de la onda de tensin AC, los diodos cambian su condicin en forma opuesta es decir, D1 entra en corte o en no conduccin y D2 pasa a modo de conduccin. En esta fase, empieza la carga de C2 hasta 2Vs. Vemoslo en un circuito equivalente:

Fjense que Vs es la tensin rectificada de la AC del secundario del transformador.

Si hacemos la ecuacin de tensiones segn Kircchoff tenemos que:

Vs+VC1-VC2=0 (VC1 y VC2 son las cadas de tensin en los condensadores)

Sustituyendo Vc1 tenemos que:

Vs + Vs VC2=0 con lo que obtenemos que VC2 = 2Vs

Cuando conectamos la carga en los terminales, C2 se descargar en el semiciclo positivo de la tensin AC y se recargar a 2Vs en el negativo, suministrando esa tensin a la carga.

CAMBIADOR DE NIVEL POSITIVO:

Vi VoN Vpico Vpico-

picoVrms Vpico Vrms Vdc

1 7v 14.7v 4.99v 11.7v 6.71v 4.94v2 10v 20.2v 7.02v 14.6v 8.1v 5.98v

CAMBIADOR DE NIVEL NEGATIVO

Vi VoN Vpico Vpico-

picoVrms Vpico Vrms Vdc

1 7.4v 14.6v 5.03v 12.2v 7.21v -5.39v2 10.2v 20.4v 7.22v -1.7v 10.2v -7.71v

CAMBIADOR DE NIVEL CON FUENTE CC

Vi VoN Vpico Vpico-

picoVrms Vpico Vrms Vdc Vpico-

pico1 7.4v 14.8v 5.04v 15.4v 9.93v 9.05v 11.0v2 10.2v 20.6v 7.00v 19.6v 12v 10.5 15.2

MULTIPLICADOR DE CIRCUITO

N Vpico Vpico-pico

Vrms Vpico Vrms Vdc Vpico-pico

1 7.4v 14.3v 4.99v 9.8v 8.24v 8.18v 3.4v2 10.2v 20.4v 6.99v 14v 11.7v 11.7v 4.0v