Puede que no sea obvio en la inspección, pero este es un circuito muy inteligente conocido como "circuito de relleno de valle". Aquí hay una gran cantidad de ejemplos de ellos Las imágenes están vinculadas en vivo a páginas
Es importante destacar que los diodos NO solo están allí para protección, sino que también proporcionan un mecanismo de dirección de corriente para que los condensadores se carguen en serie desde Vin y se descarguen efectivamente en paralelo en la carga. Cuando Vin valls to Vin_max / 2, los condensadores suministran corriente a la carga y "llenan" el valle de voltaje.
Para responder a las preguntas específicas:
- Los condensadores están efectivamente en serie cuando están cargados y se aplican las reglas para los condensadores conectados en serie. Por lo tanto, la capacitancia efectiva es la mitad de lo que sería si se usara un condensador. PERO el circuito necesita dos condensadores para funcionar. Consulte "¿Energía?" abajo.
¿Energía ?:
Asigne cada capacitancia del condensador = Farad C
Asigne a Vinmax el valor V Voltios.
Si se colocó una tapa de valor C en Vr, entonces Vmax en cap = V, entonces
enerrgy en cap = 0.5 x C x V ^ 2 = C.V ^ 2/2
Ahora coloque 2 casillas de C cada una como se muestra en el diagrama.
Cada tapa cobrará a un máximo de V / 2.
La corriente para cargarlos fluirá desde Vr a través de la tapa superior, a través del diodo hozizontal y luego a través de la tapa inferior a tierra.
Energía en una tapa = 0.5 x C x (V / 2) ^ 2 = C.V ^ 2/8
Como hay 2 casquillos, la energía almacenada será el doble de esto =
C.V ^ 2/4
que es la mitad de lo que tenemos antes.
Si utilizamos la tapa de C / 2 en la disposición original con una energía de tapa única max =
0.5 x (C / 2) x V ^ 2 = C.V ^ 2/4 que es el mismo que para las 2 mayúsculas C de la serie.
La RAZÓN de que la energía se reduce a la mitad y la capacitancia efectiva se reduce a la mitad es que la energía almacenada aumenta con V ^ 2. Reducir a la mitad el voltaje por tapa reduce la energía a 1/4 del original y tener 2 tapas hace que el total vuelva al 50% de antes. Decir que esto es equivalente a un límite máximo de la mitad del valor solo significa que, como vimos, un límite máximo de capacidad C / 2 habría almacenado la misma energía si hubiera colocado V a través de él.
Este circuito es un halver de voltaje.
He visto circuitos que tienen 3 capuchones en serie con diodos de dirección para reducir Vout a Vin / 3 y podría teóricamente extender esto a N etapas.
Aquí hay un circuito de relleno de valle de 3 etapas desde aquí . Esto parece un poco alucinante a primera vista, pero es muy sencillo. Las 3 tapas están conectadas en serie con diodos de unión, de manera que los diodos se conducen cuando los condensadores se cargan desde Vin. Las partes superiores de todos los condensadores están conectadas mediante diodos a salida (Cap + ve a diodo Ánodo) (tapa superior directamente a salida) y la parte inferior de todas las tapas tienen diodos a tierra (Tapa -ve a diodo cátodo) (tapa inferior directa a suelo). La extensión a más etapas sería trivial, con rendimientos decrecientes a medida que aumentan las pérdidas.
