發表於 2017-05-15 09:01:14
在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較高的整流二極體和電容器，「整」出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。
倍壓整流電路工作原理：倍壓整流電路：利用濾波電容的存儲作用，由多個電容和二極體可以獲得幾倍於變壓器副邊電壓的輸出電壓，稱為倍壓整流電路。電路如圖下所示。
★當u2正半周時節，電壓極性如圖所示，D1導通，D2截止；C1充電，電流方向和C1上電壓極性如圖所示，C1電壓最大值可達 。
★當u2負半周時節，電壓極性如圖所示， D2導通，D1截止；C2充電，電流方向和C2上電壓極性如圖所示，C2電壓最大值可達 。
可見，對電荷的存儲作用，使輸出電壓（即C2上的電壓）為變壓器副邊電壓的兩倍，利用同樣原理可以實現所需倍數的輸出電壓。
如上圖所示為多倍壓整流電路，在空載情況下，根據上述分析方法可得，C1上的電壓為 ，C2～C6上的電壓為 。因此，以C1兩端作為輸出端，輸出電壓的值為 ；以C2兩端作為輸出端，輸出電壓的值為 ；以C1和C3上電壓相加作為輸出，輸出電壓的值為 ……，依此類推，從不同位置輸出，可獲得 的4、5、6倍的輸出電壓。
倍壓整流電路的優點和缺點：倍壓整流電路的實質是電荷泵。最初由於核技術發展需要更高的電壓來模擬人工核反應，於是在1932年由COCCROFT和WALTON提出了高壓倍壓電路，通常稱為C-W倍壓整流電路。
倍壓整流電路有多種結構，各有優缺點。常見電路如下：
這三個電路都是6倍壓整流電路，各有特點。我們通常稱每2倍為一階，用N表示，上述電路都是3階，即N=3。如果希望輸出電壓極性不同，只要將所有的二極體反向就可以了。
電路1的優點是每個電容上的電壓不會超過變壓器次級峰值電壓U的兩倍，即2U，所以可以選用耐壓較低的電容。缺點是電容是串聯放電，紋波大。
電路2的優點是紋波小，缺點是對電容的耐壓要求高，隨著N的增大，電容的電壓應力隨之增加。圖中最後一個電容的電壓達到了6U。
電路3是電路1的改進，優點是紋波比電路1小很多，電容電壓應力不超過2U。缺點是電路複雜。
下面以電路1為例簡單說明工作原理：
當變壓器次級輸出為上正下負時，電流流向如圖所示。變壓器向上臂三個電容充電儲能。
當變壓器次級輸出為上負下正時，電流流向如圖所示。上臂電容通過變壓器次級向下臂充電。
如果不帶負載，穩態時，除了最左邊的那個電容，其他每個電容上的電壓為2U，所以總的輸出電壓為6U。事實上，由於高階倍壓整流電路帶載能力很差，輸出很小的功率就會導致輸出電壓的大幅度跌落。假設輸出電流為I，每個電容的容量相同，為C，交流電源頻率為f，則電壓跌落為：
輸出電壓紋波為：
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