Wat is een spanningsverdubbelaar?
Een spanningsverdubbelaar is een elektrisch apparaat dat een wisselstroom (AC) als zijn ingang opneemt en gelijkstroom (DC) uitvoert met tweemaal de ingangsspanning, normaal naar een transformator. Er zijn veel verschillende soorten spanningsverdubbelaars, maar ze werken allemaal op vrijwel dezelfde manier. Ingangsspanning wordt door een reeks condensatoren geleid die de lading opslaan, en door diodes die de lading sturen. Condensatoren en diodes worden zodanig geplaatst dat ze het binnenkomende vermogen opvangen en vergroten, waardoor de output uiteindelijk wordt verdubbeld.
In zijn eenvoudigste vorm kan een spanningsverdubbelaar uit niets meer dan twee componenten bestaan, de diode en de condensator. In de praktijk werkt een dergelijk systeem niet goed en vereist het gebruik van extra componenten om uitvoer van goede kwaliteit te produceren. Deze extra componenten helpen bij het elimineren van pieken en rimpelingen die kunnen worden veroorzaakt tijdens het verdubbelingsproces, waardoor de uitgangsspanning nuttiger wordt.
Een spanningsverdubbelaar werkt door inkomende spanning vast te leggen via een reeks condensatoren. Een condensator vangt de voorwaarts bewegende spanning en een andere vangt de stroom wanneer deze in de tegenovergestelde richting beweegt. Wanneer beide condensatoren volledig zijn opgeladen, wordt de stroom vrijgegeven. Omdat de condensatoren in serie worden geplaatst, wat betekent dat beide op dezelfde lijn liggen, worden de twee opgevangen spanningen samengevoegd tot een enkele spanning die het dubbele is van de oorspronkelijke hoeveelheid.
De belasting op het circuit bepaalt of een spanningsverdubbelaar de ingang daadwerkelijk zal verdubbelen, omdat een aanzienlijke afvoer van het systeem resulteert in een verminderde ingang. De diodes in de verdubbelaar verhinderen dat de elektriciteit teruggaat naar de bron. Dit betekent dat zodra de spanning de diodes passeert, deze niet achteruit en uit het systeem kan bewegen, alleen vooruit. Als een diode verkeerd is geïnstalleerd in een spanningsverdubbelaar, creëert dit de mogelijkheid voor explosie, omdat spanning probeert om zowel in als uit het systeem te gaan via dezelfde locatie.
Door het aantal condensatoren dat de inkomende spanning vangt te vergroten, kan een spanningsverdubbelaar worden gemaakt om de inkomende spanning te verdrievoudigen of zelfs te verviervoudigen door het gebruik van extra circuits. Zolang de uitgangen van alle condensatoren in serie werken, zal de uitgangsspanning worden verhoogd. Er zijn echter enkele veiligheidsrisico's bij een dergelijke installatie. Een toename van het aantal circuits wordt ook als niet erg kosteneffectief beschouwd, maar het zal effectief zijn als het correct wordt ingesteld.