UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES

CENTRO DE CIENCIAS BÁSICAS

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS

ELECTRÓNICA I

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

PRACTICA # 7. MULTIPLICADOR DE VOLTAJE

ALUMNOS:

VICTOR AARÓN ARELLANO LUCIO

MAYRA ALEJANDRA ÁVALOS ALBA

JORGE EDUARDO DE LA TORRE BERNAL

JUVENTINO SAUCEDO NAVARRO

GRADO Y GRUPO: 7°B EDIFICIO: 58-C

AGUASCALIENTES, AGS., A 2 DE NOVIEMBRE DE 2010

DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ELECTRONICOS

MATERIA: ELECTRONICA I

PRACTICA # 7. MULTIPLICADOR DE VOLTAJE

OBJETIVO:

Verificar y manipular en ciertas condiciones la propiedad del diodo de multiplicar el voltaje.

MARCO TEÓRICO:

Un Multiplicador de tensión es un circuito eléctrico que convierte tensión desde una fuente de corriente alterna a otra de corriente continua de mayor voltaje mediante etapas de diodos y condensadores.

La figura muestra un multiplicador de tensión con diodos ideales y condensadores de capacidad infinita. Las cifras en rojo muestran los valores de tensión alterna (RMS O EFECTIVA), mientras que las negras son la componente continua en cada etapa. Evidentemente, invirtiendo los diodos se obtienen tensiones negativas.

Un multiplicador de tensión sin cargar con una impedancia se comporta como un condensador, pudiendo proporcionar transitorios de elevada corriente, lo que los hace peligrosos cuando son de alta tensión. Habitualmente se agrega una resistencia en serie con la salida para limitar este transitorio a valores seguros, tanto para el propio circuito como ante accidentes eventuales.

Este circuito se utiliza para la generación del alto voltaje requerido en los tubos de rayos catódicos, tubos de rayos X, para alimentar fotomultiplicadores para detectores de rayos gamma. También se utiliza para la generación de altos voltajes para experimentos de física de alta energía.

Ahora vamos a tomar el doblador de media onda y vamos a hacer un multiplicador de voltaje. Veremos que con este simple circuito podremos obtener múltiplos pares e impares de la tensión rectificada del secundario, del condensador C1.

Podemos hacer un análisis del circuito y veremos que el comportamiento se puede resumir como sigue: 1) Durante el semiciclo positivo de la AC, C1 se carga a Vs a través de D1. 2) Durante el semiciclo negativo de la AC, C2 se carga a 2Vs a través de D2. 3) Durante el semiciclo positivo de la AC, C3 se carga a 2Vs a través de D3 y C2. 4) Durante el semiciclo negativo de la AC, C4 se carga a 2Vs a través de D2, D3 y C3. 5) Y así sucesivamente. Vemos que la parte superior del circuito nos proporciona voltajes múltiplos impares y el inferior, voltajes múltiplo pares. Aquí igualmente, los diodos deberán soportar una tensión inversa pico de 2Vs. Si los condensadores poseen pocas fugas y son de buena calidad, podemos obtener tensiones verdaderamente “peligrosas” con este simple dispositivo. Obviamente, la corriente de suministro dependerá del transformador, resistencia interna de los diodos y condensadores, por lo que deberemos aplicar nuestras formulaciones de circuitos para calcular la potencia máxima de suministro a la carga al igual que la corriente de carga. Igualmente podría necesitarse un filtrado adicional de rizado para filtrar aún más la tensión de salida. Recuerden que la salida es similar a la obtenida con rectificadores de media onda y onda completa con un filtro condensador. Si bien son diseños analógicos y por medio de “switcheo” o conmutación podemos tener fuentes de poder digitales basadas en PWM de cualquier combinación de voltajes, estos circuitos siguen vigentes aun hoy en día. MATERIAL Y/O EQUIPO A UTILIZAR

Transformador.

Osciloscopio

4 diodo 1N4007

4 capacitores de 100µF a 50V

3 Resistencias de 10KΩ

Flotador

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

PARTE I. DOBLADOR DE VOLTAJE.

1. Armar el circuito de la figura 1a y medir el voltaje Vo

Vo= 28.8 Volts

2. ¿Cómo es en comparación al voltaje de salida del transformador?

El voltaje de salida se duplica con respecto al de entrada (transformador)

3. Añadir una resistencia de 10kΩ como en la figura 1b y medir el voltaje Vo.

Vo= 26.9 Volts

100uF

12

LINEAELECTRICA

+

-

TX2

100uF

+

Vo

-

+

-

1 2

100uF

12

LINEAELECTRICA

+

-

TX2

100uF

+

Vo

-

10k

+

-

1 2

Figura 1a Figura 1b

PARTE II. DOBLADOR, TRIPLICADOR Y MULTIPLICADOR DE VOLTAJE

1. Armar el circuito de la figura 2a y medir el voltaje Vo1, Vo2 y V03

Vo1=40.5 V

Vo2=27.2 V

Vo3= 53.3 V

2. ¿Cómo son estos voltajes en comparación al de salida del transformador?

El voltaje de entrada se multiplica y se maximiza

3. Añadir resistencias de 10kΩ como en la figura 2b y medir el voltaje Vo1, Vo2 y V03.

Vo1=38 V

Vo2=25.8 V

Vo3= 50.7 V

+ -

12

100uF100uF

100uF

+ Vo2 -

12

+ -

+ Vo3 -

+ -

+ Vo1 -

LINEAELECTRICA

+ -

12

TX1

12

100uF

FIGURA 3a

+ -

12

100uF100uF

100uF

+ Vo2 -

12

+ -

10k

+ Vo3 -

+ -

+ Vo1 -

LINEAELECTRICA

+ -

12

10k

TX1

10k

12

100uF

FIGURA 3b

CONCLUSIONES

La propiedad del diodo en arreglo con capacitores para armar un dispositivo multiplicador de tensión, permite el ahorro en el uso de más transformadores, en particular en dispositivos armados a gran escala o bien dispositivos que ocupen mucha tensión la única desventaja es que entre más interacción de elementos en el circuito la corriente disminuye haciendo poco funcional el dispositivo para operaciones con requerimiento de gran potencia.

FUENTES DE INFORMACIÓN

BOYLESTAD, Robert y Nashelsky, Louis. Electronic devices and circuit theory. 5a. edición. New Jersey .Prentice Hall, 1992

es.wikipedia.org/wiki/Multiplicador_de_tensión

www.forosdeelectronica.com/f16/multiplicadores-voltaje-359/