Construí este circuito duplicador de voltaje usando NE555 con éxito y puedo obtener la salida de voltaje deseada, pero no entiendo la teoría de la operación. ¿Qué es una explicación para este circuito?

Leer estas respuestas llenas de letras y números, aunque sea totalmente preciso, me da dolor de cabeza. Así que voy a probar una analogía abstracta aquí, humoréame por un segundo.

Digamos que tienes un par de gemelos acrobáticos trabajando para un circo. El circo quiere realizar un acto en el que los gemelos acrobáticos necesiten colocar placas giratorias en la parte superior de palos largos de dos hombres de altura frente a un payaso.

Pero tenemos un problema: debido a un contratiempo anterior que involucraba un respirador de fuego, tres enanos y una broma mal cronometrada, no había escaleras disponibles para su uso.

Entonces, ¿cómo resolvemos este problema? Afortunadamente, el hombre fuerte tiene una idea. Los gemelos tomarían todos los palos de dos hombres y los cortarían por la mitad para que tengan un solo hombre cada uno. El primer gemelo comenzará a girar un plato sobre el palo de un solo hombre. El hombre fuerte levantará al gemelo sobre sus hombros, el segundo gemelo unirá la parte inferior del palo a otro palo, completando el combo de palo y plato de dos hombres, y luego lo pasará al payaso que realiza el acto. El primer gemelo salta y repite el proceso.

Al hacer que el hombre fuerte levante repetidamente al primer gemelo hacia arriba y hacia abajo, al segundo gemelo se le pasan palos de dos hombres con placas que giran sobre ellos, sin que ninguno de los gemelos sea lo suficientemente alto como para lograr esa hazaña solo.

Reemplace strongman con un temporizador 555, reemplace a los gemelos con condensadores. Auge. Completa analogía torpe e innecesaria completa.

El duplicador de voltaje funciona básicamente cargando repetidamente un condensador y apilándolo sobre el voltaje de suministro, duplicando efectivamente el voltaje disponible.

Simplificando un poco, suponiendo diodos y condensadores perfectos, cuando el pin de salida 3 es bajo, el condensador C3 se carga hasta V1 a través del diodo D1. Como se dibujó anteriormente, la placa superior de C3 está en el potencial de tierra y la placa inferior en V1. Mientras tanto, la corriente pasa a través de D1 y D2 para cargar el condensador C4 a V1.

Cuando el pin de salida 3 sube, impulsa la placa superior de C3 a V1. Pero C3 ya está cargado a V1, por lo que la otra placa (inferior) se conduce hasta 2 * V1. No puede descargarse a través de D1, porque el diodo está orientado hacia el lado equivocado, pero si el voltaje en C4 es inferior a 2 * V1, puede descargar al menos parte de su carga a través de D2 en C4, donde está atrapado: no puede fluir de vuelta a través de D1. La carga se comparte entre C3 y C4 en la relación de su capacitancia, por lo que un V1 completo en C3 provoca un aumento de 1/11 V1 en C4. Esto se repite cada ciclo, el voltaje aumenta un paso a la vez, hasta que el voltaje en C4 alcanza 2 * V1 y no puede pasar más corriente a través de D2.

El 555 suministra una onda cuadrada al duplicador de voltaje. Eso funciona cargando C3 a D2 cuando la salida es alta, luego cuando la salida baja C3 se descarga a través de D1 y carga C5 con el voltaje de C3 Entonces, en efecto, d2 se cierra y C3 carga hasta el voltaje de salida, luego la salida baja. y D1 se cierra, cargando C5.

El 555 está conectado como un oscilador astable. Ofrece una onda cuadrada aproximada en el pin OUT, a una frecuencia determinada por R1, R2 y C1. Esto impulsa una bomba de carga Dickson de una etapa compuesta por D1, D2, C3 y C4. C2 y C5 son condensadores de filtro para reducir el ruido y la sensibilidad a las perturbaciones eléctricas.