Este circuito é alimentado por uma tensão sinusoidal de amplitude E. Supõe-se que os díodos são os ideais e o dispositivo não está carregado.
Em t = 0, temos Vs = 0.
Estuda-se o nésimo período depois da tensão ser ligada.
Se a tensão de entrada é negativa, o díodo D1 é condutor e o díodo D2 está bloqueado: o condensador C1 é carregado
até ao ao pico de tensão E e a tensão de saída não evolui mais (carga infinita). A carga de C1 é Q1 = C1.E.
A de C2 é Q2 = Q2 n-1 .
Se a tensão de entrada é positiva, o díodo D1 está bloqueado e o díodo D2 é passante:
A carga Q1 vai repartir-se entre C1 e C2 de acordo com: C1.E + Q2 n-1 = Q1n +Q2n .
Além disso, temos: E = Q2n / C2 - Q1 / C1.
Obtém-se Vsn = Q2n / C2 = 2E.C1 / (C1 + C2) + Vsn-1 .C2 / (C1 + C2).
O aumento de Vs é denominado dVsn = (2E - Vsn-1).C1 / (C1 + C2).
Temos r = dVsn+1 / dVsn = C2 / (C1 + C2).
A tensão de saída varia sob a forma de patamares, cujas amplitudes sucessivas estão em progressão geométrica de razão r:
Vs = 2E.C1 / (C1 + C2) [ 1 + r + r2 + ...]
Este valor tende para Vs = 2EEste circuito é um duplicador de tensão, por vezes denominado bomba de díodos. Este funciona com todas as formas de ondas alternativas. Se o circuito é carregado, o seu funcionamento é muito mais complexo mas, se a corrente consumida é reduzida, obtém-se uma tensão de saída de amplitude próxima de 2E.
É possível generalizar esta montagem com multiplicadores de tensão. Observe o esquema de um quadriplicador de tensão.
Utilização:
O cursor permeite alterar o valor da relação entre os dois condensadores.
Um díodo passante está desenhado a vermelho e um díodo bloqueador está a azul.
Clique na área do applet para parar a animação; para retomá-la, basta largar o botão do rato.
Explicite do valores das tensões nos ramos do circuito quadriplicador de tensão.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Abril de 2011
