Multiplicadores De Tension

Introducción

Existen una gran variedad de circuitos que se pueden realizar con diodos rectificadores, pero los circuitos multiplicadores de voltaje son de gran utilidad en dispositivos que utilizan alto voltaje y pequeña corriente, como por ejemplo: las televisiones, osciloscopios, monitores de computadoras, entre otros.

Usando diodos rectificadores y operando a 60 Hz podemos producir un nuevo tipo de fuente de alimentación denominado multiplicador de voltaje, este será el tema principal del presente ensayo, nos enfocaremos el funcionamiento diferentes aplicaciones para este tipo de circuitos llamados diodos multiplicadores de tensión.

Objetivos

Objetivos Generales

Saber que es un diodo multiplicador de tensión y su funcionamiento.

Objetivos Específicos

Aplicaciones de los diodos multiplicadores de tensión.

Reseña histórica

Aunque el diodo semiconductor de estado sólido se popularizó antes del diodo termoiónico, ambos se desarrollaron al mismo tiempo.

En 1873 Frederick Guthrie descubrió el principio de operación de los diodos térmicos. Guhtrie descubrió que un electroscopio cargado positivamente podría descargarse al acercarse una pieza de metal caliente, sin necesidad de que este lo tocara. No sucedía lo mismo con un electroscopio cargado negativamente, reflejando esto que el flujo de corriente era posible solamente en una dirección.

El 13 de febrero de 1880 Thomas Edison redescubre el principio. A su vez, Edison investigaba porque los filamentos de carbón de las bombillas se quemaban al final del terminal positivo, había construido una bombilla con un filamento adicional y una con una lámina metálica dentro de la lámpara, eléctricamente aislada del filamento.

Gracias a esto John Ambrose Fleming se dio cuenta que el efecto Edison podría usarse como un radio detector de precisión. Fleming patentó el primer diodo termoiónico en Britain el 16 de noviembre de 1904.

En 1874 el científico alemán Karl Ferdinand Braun descubrió la naturaleza de conducir por una sola dirección de los cristales semiconductores. Braun patentó el rectificador de cristal en 1899. Los rectificadores de óxido de cobre y selenio fueron desarrollados para aplicaciones de alta potencia en la década de los 1930.

Marco teórico

El circuito multiplicador de voltaje es un circuito que permite tener un nivel de continua igual a un factor entero del valor máximo de una señal de entrada. El principio de operación de estos circuitos es la carga sucesiva de condensadores debido a la habilitación en cascada de diodos.

Este tipo de circuitos se utilizan para mantener el voltaje pico de un transformador relativamente bajo, ya que elevan el voltaje de salida de entrada a dos, tres, cuatro o más veces el voltaje pico rectificado.

Veremos los "Multiplicador de tensión de ½ onda" o "Cuadriplicador" y "Multiplicador de tensión de onda completa" o "Duplicador".

MULTIPLICADOR DE TENSIÓN DE ½ ONDA

Este método hace uso de los diodos y del efecto capacitivo en este caso para cuadriplicar una tensión dada, pero con el inconveniente de no poder manejar una intensidad elevada, es decir, se eleva la tensión pero solo se puede utilizar estas para consumos pequeños.

Si explicamos el diagrama de un cuadriplicador, su funcionamiento sería el siguiente:

D I A G R A M A

EXPLICACION:

Como vemos este circuito también hace uso de la propiedad de almacenamiento de energía de los condensadores así como del efecto de circulación en un solo sentido del que gozan los diodos.

Su funcionamiento comienza con la carga de C1 a la tensión Vab cuando D1 se polariza directamente (quedando en cortocircuito), tal y como se muestra en la siguiente figura, debido al semiciclo negativo de entrada, quedando los otros diodos polarizados inversamente (en circuito abierto), quedando de la siguiente forma:

D1 polarizado en directo

D2, D3 y D4 quedan en inverso (circuito abierto)

0 < t < p Vab > 0

C1 = Vab = Vmax a través de D1

Vc1 = Vab y Vc2 = Vc3 = Vc4 = 0 V

En el ciclo siguiente D1 se polariza inversamente (circuito abierto), para la conducción del C2 encontramos que D2 se polariza de forma directa (cortocircuito) y así se obtiene la carga de C2, pero esta vez la carga se hace a una tensión que es la suma de la almacenada en C1 y la proporcionada por Vab, es decir, C2 se carga a una tensión 2Vmax ó, lo que es igual, C2 obtiene una tensión doble a la de entrada del circuito. Mientras que D3 y D4 quedan como circuito abierto igual que D1, representado en el siguiente diagrama:

D2 polarizado en directo

D1 , D3 y D4 quedan en circuito abierto (inverso)

p

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