Calculadora de multiplicador de tensão (dobrador / triplicador)

Multiplicador em cascata de diodo e capacitor (dobrador, triplicador, ou mais estágios): cada estágio soma aproximadamente um pico da tensão de entrada, descontada a queda do diodo. Em carga, o ripple cresce com o número de estágios — a estimativa abaixo é uma aproximação linear, boa para carga leve; meça na bancada para carga mais pesada.

Número de estágios (2 = dobrador, 3 = triplicador...)un

Tensão de pico de entrada (Vpk)V

Queda por diodo (Vd)V

FrequênciaHz

Capacitor de cada estágio (C)pFnFµFmFF

Corrente de cargamA

Tensão de saída sem carga (ideal)

--

Ripple estimado com a carga

--

Tensão de saída estimada com a carga

--

Aproximação para carga leve. Com corrente de carga alta ou muitos estágios, o ripple cresce mais rápido que linear — confirme com osciloscópio.

Como usar

Informe o número de estágios (2 para dobrador, 3 para triplicador, e assim por diante), a tensão de pico da entrada, a queda de cada diodo, a frequência, a capacitância usada em cada estágio e a corrente de carga esperada. O resultado é a tensão ideal sem carga e uma estimativa do ripple e da tensão real sob carga.

Fórmulas

Tensão ideal sem carga: V_out = n·V_pk − n·V_d.
Ripple estimado (aproximação linear para carga leve): ΔV ≈ n·I_carga / (f·C).

Exemplo

Triplicador (n=3) a partir de 12 V de pico, diodos de silício (0,7 V), 60 Hz, capacitores de 100 µF, 10 mA de carga: V_out ideal = 3×12 − 3×0,7 = 33,9 V; ripple ≈ 3×0,01/(60×100e-6) = 5 V — saída real perto de 29 V.

Na prática

Cada estágio adicional aumenta a queda total (mais diodos) e o ripple (a fórmula exata do Cockcroft-Walton cresce mais rápido que linear com o número de estágios), então multiplicador de muitos estágios só entrega tensão razoável em carga bem leve (µA a poucos mA), como em geradores de alta tensão para tubos ou sensores. Para corrente maior, prefira um transformador com relação de espiras adequada.

Perguntas frequentes

Multiplicador de tensão funciona com qualquer frequência?

Sim, e frequências mais altas ajudam: o ripple cai com o aumento de f (ΔV ∝ 1/f), então circuitos alimentados por um oscilador em vez da rede elétrica conseguem tensão mais estável com capacitores menores.

Por que a saída real fica bem abaixo do valor ideal?

Além da queda de cada diodo (que já entra na fórmula ideal), a corrente de carga descarrega os capacitores entre um ciclo e outro — esse é o ripple, que em multiplicadores de vários estágios pode ser uma fração grande da tensão final.

Veja também

• Capacitor de filtro para fonte
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Calculadora e texto sob licença CC BY-NC-SA 4.0.