multiplicador de tensión

Un multiplicador de voltaje es un circuito electrónico pasivo que convierte un voltaje de entrada de CA o CC pulsante más bajo en un voltaje de salida de CC más alto, típicamente varias veces mayor que la fuente. Esto lo hace cargando condensadores en serie y luego conectándolos en paralelo durante la descarga, sumando efectivamente sus contribuciones de voltaje. El circuito requiere solo diodos y condensadores, lo que lo hace barato de construir pero sujeto a límites estrictos en la corriente de salida.

La forma más común es el doblador de voltaje, que produce aproximadamente el doble del voltaje de entrada pico. Un doblador de media onda usa un diodo y dos condensadores; un doblador de onda completa usa dos diodos y dos condensadores y funciona con ambas mitades de un ciclo de CA, entregando una salida más suave. Los multiplicadores más altos, como los triplicadores o cuadruplicadores, añaden más pares de condensador-diodo en serie, aunque los diseños prácticos rara vez superan la multiplicación de 5x porque la impedancia de salida aumenta bruscamente y la regulación se vuelve deficiente.

Cómo funciona y dónde se utiliza

Durante cada ciclo de la señal de entrada, los diodos permiten que los condensadores se carguen al voltaje pico mientras bloquean la corriente inversa. Los diodos actúan como compuertas unidireccionales. Cuando los condensadores se organizan de modo que sus voltajes cargados se suman en serie, el voltaje de salida puede alcanzar dos, tres o cuatro veces el pico de entrada. Sin embargo, el circuito suministra muy poca corriente; a medida que aumenta la corriente de carga, el voltaje de salida cae rápidamente porque los condensadores se descargan entre los ciclos de carga y los diodos impiden que se recarguen lo suficientemente rápido.

Los multiplicadores de voltaje aparecen en aplicaciones de alto voltaje y baja corriente: pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT), equipos de rayos X, precipitadores electrostáticos y algunas fuentes de alimentación de fotocopiadoras antiguas. También se utilizan en fuentes de alimentación de letreros de neón y en equipos de laboratorio y prueba. Las fuentes de alimentación conmutadas modernas han desplazado en gran medida a los multiplicadores para la generación de energía principal, pero los multiplicadores todavía sirven en circuitos especializados donde la simplicidad y el bajo costo de los componentes superan la necesidad de alta corriente o regulación estricta.

Los principales inconvenientes son la mala regulación de voltaje bajo carga, la alta impedancia de salida y la sensibilidad a la frecuencia de entrada y la forma de onda. El voltaje de rizado (el componente de CA que queda en la salida) es sustancial y aumenta con la corriente de carga. Debido a que los condensadores deben cargarse y descargarse completamente en cada ciclo, los multiplicadores funcionan mal con entradas de baja frecuencia o CC. A pesar de estas limitaciones, el multiplicador de voltaje sigue siendo una topología útil en nichos de baja corriente y alto voltaje donde unos pocos componentes simples pueden reemplazar un transformador y un rectificador.