倍压整流原理.doc

倍压整流电路 倍压整流电路的实质是电荷泵。最初由于核技术发展需要更高的电压来模拟人工核反应，于是在1932年由COCCROFT和WALTON提出了高压倍压电路，通常称为C-W倍压整流电路。1、直流半波整流电压电路（1）负半周时，即A为负、B为正时，D1导通、D2截止，电源经D1向电容器C1充电，在理想情况下，此半周内，D1可看成短路，同时电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器C1的极性如上图（a）所示。 （2）正半周时，即A为正、B为负时，D1截止、D2导通，电源经C1、D1向C2充电，由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm，其电流路径及电容器C2的极性如上图（b）所示.其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm，它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm，为了方便说明，底下电路说明亦做如此假设。如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时，我们必须将C1串联一电流限制电阻，以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话，如一般所预期地，在（输入处）负的半周内电容器C2上的电压会降低，然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。 图1 直流半波整流电压电路 （a）负半周 （b）正半周 图3 输出电压波形 所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号，故此倍压电 路称为半波电压电路。ab126计算公式大全 正半周时，二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm，负半波时，二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm，所以电路中应选择PIV 2Vm的二极管。 2、全波倍压电路 图4 全波整流电压电路 （a）正半周（b）负半周 图5 全波电压的工作原理 正半周时，D1导通，D2截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容C1的极性如上图（a）所示。 负半周时，D1截止，D2导通，电容器C2充电到Vm，其电流路径及电容C2的极性如上图（b）所示。838电子由于C1与C2串联，故输出直流电压，V0=Vm。如果没有自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是2Vm。如果自电路抽取负载电流的话，电容器C1及C2上的电压是与由全波整流电路馈送的一个电容器上的电压同样的。不同之处是，实效电容为C1及C2的串联电容，这比C1及C2单独的都要小。这种较低的电容值将会使它的滤波作用不及单电容滤波电路的好。 正半周时，二极管D2所受的最大逆向电压为2Vm，负半周时，二极管D1所承受的最大逆向电压为2Vm，所以电路中应选择PVI 2Vm的二极管。 3、三倍压 图6 三倍压电路图（a）负半周（b）正半周 图7 三倍压的工作原理 负半周时，D1、D3导通，D2截止，电容器C1及C3都充电到Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（a）所示。 正半周时，D1、D3截止，D2导通，电容器C2充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（b）所示。 由于C2与C3串联。故输出直流电压V0=3m。 838电子正半周时，D1及D3所承受的最大逆向电压为2Vm，负半周时，二极管D2所承受的最大逆向电压为2Vm，所以电路中应选择PIV 2Vm的二极管。 4、N倍电压路 下图中的半波倍压电路的推广形式，它能产生输入峰值的的三倍或四倍的电压。根据线路接法的发式可看出，如果在接上额外的二极管与电容器将使输出电压变成基本峰值（Vm）的五、六、七、甚至更多倍。（即N倍） N倍压电路的工作原理 负半周时，D1导通，其他二极管皆截止，电容器C1充电到Vm，其电流路径及电容器的极性如图（a）所示。 正半周时，D2导通，其他二极管皆截止，电容器C2充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（b）所示。 负半周时，D3导通，其他二极管皆截止，电容器C3充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（c）所示。 正半周时，D4导通，其他二极管皆截止，电容器C4充电到2Vm，其电流路径及电容器的极性如上图（d）所示。 所以从变压器绕线的顶上量起的话，在输出处就可以得到Vm的奇数倍，如果从变压器的绕线的底部量起的话，输出电压就会是峰值电压的Vm偶数倍。 倍压整流电路有多种结构，各有优缺点。常见电路如下： 这三个电路都是6倍压整流电路，各有特点。我们通常称每2倍为一阶，用N表示，上述电路都是3阶，即N=3。如果希望输出电压极性不同，只要将所有的二极管反向就可以了。 电路1 的优点是每个电容上的电压不会超过变压器次级峰值电压U 的两倍，即2U，所以可以选用耐压较低的电容。缺点是电容是串联放电，纹波大。 电路2 的优点是纹波小，缺点是对电容的耐压要求高，随着N 的增大，电容的电压应力随之增加。图中最后一个电容的电压达到了6U。 电路3 是电路1 的改进，优点是纹波比电路1 小很多，电容电压应力不超过2U。缺点是电路复杂。 下面以电路1 为例简单说明工作原理： 当变压器次级输出为上正下负时，电流流向如图所示。变压器向上臂三个电容充电储能。 当变压器次级输出为上负下正时，电流流向如图所示。上臂电容通过变压器次级向下臂充电。 如果不带负载，稳态时，除了最左边的那个电容，其他每个电容上的电压为2U， 所以总的输出电压为6U。事实上，由于高阶倍压整流电路