O que são circuitos multiplicadores de tensão?
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos o que são circuitos multiplicadores de tensão. O conteúdo envolve conversão de sinais AC em DC com amplitude aumentada, usando retificação e bombeadores de carga. Para isso, vamos recorrer à teoria de diodos e capacitores em topologias de “charge pump”.
Passo 2
Circuitos multiplicadores de tensão são arranjos de diodos e capacitores que produzem uma tensão DC de saída maior que o valor de pico da tensão de entrada, sem necessidade de transformadores especiais. Eles funcionam “empilhando” picos de tensão em estágios sucessivos.
Passo 3
No funcionamento básico, cada semi-período da tensão de entrada carrega capacitores até o pico
. Durante a parte seguinte do ciclo, diodos fecham caminhos que colocam esses capacitores em série, somando suas tensões armazenadas.
Passo 4
As principais topologias são:
– Dobro de tensão (Villard/Greinacher): usa dois diodos e dois capacitores para obter aproximadamente .
– Multiplicador em cascata (Cockcroft–Walton): estende o princípio em vários estágios para alcançar , onde
é o número de estágios.
– Dobro de tensão (Villard/Greinacher): usa dois diodos e dois capacitores para obter aproximadamente
– Multiplicador em cascata (Cockcroft–Walton): estende o princípio em vários estágios para alcançar
Passo 5
Vantagens e limitações:
– Vantagens: simplicidade, baixo custo, não requerem transformador de alta relação de espiras, podem gerar altas tensões a partir de entradas AC ou pulsadas.
– Limitações: corrente de saída relativamente baixa, ripple elevado que cresce com mais estágios e eficiência que decresce conforme aumenta .
– Vantagens: simplicidade, baixo custo, não requerem transformador de alta relação de espiras, podem gerar altas tensões a partir de entradas AC ou pulsadas.
– Limitações: corrente de saída relativamente baixa, ripple elevado que cresce com mais estágios e eficiência que decresce conforme aumenta
Resposta
Circuitos multiplicadores de tensão são topologias de bomba de carga que usam diodos e capacitores em estágios sucessivos para acumular e somar picos de uma fonte AC, gerando na saída uma tensão DC igual a um múltiplo inteiro do valor de pico da entrada.