關於倍壓整流電路的分析

倍壓整流倍壓整流，是把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極體整流二極體和電容電容器，「整」出一個較高的直流電壓。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：

倍壓整流電路的原理

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：

倍壓整流電路的優缺點分析

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。

倍壓整流電路的典型應用

通用示波器的主機高壓電源包括一路正高 壓兩路負高壓，電路採用「高頻高壓」方式，基本電路如圖

BG1、L1、L2和C1組成高頻振蕩器、振蕩信號在L3、L4上升高壓，經C3~C7、BG7~BG11五倍壓整流，R1、C10濾波後輸出正高壓供給加速成陽極。BG6半波整流，C8、C9和R2π型濾波，獲得負高壓供給陰極。